Содержание
Введение ....................................................................................................................... 5
1 Сегнетоэлектрические и родственные вещества (обзор литературы) .............. 13
1.1 Общие сведения о сегнетоэлектрических родственных веществах ........... 13
1.1.1 Сегнетоэлектрики ...................................................................................... 13
1.1.2 Антисегнетоэлектрики .............................................................................. 16
1.1.3 Сегнетоэлектрики–релаксоры .................................................................. 16
1.1.4 Дипольное стекло ...................................................................................... 18
1.2 Сегнетоэлектрики со структурой перовскита ............................................... 19
1.2.1 Кристаллическая структура перовскита ................................................. 19
1.2.2 Титанат бария BaTiO3................................................................................ 20
1.2.2.1 Кристаллическая структура титаната бария .................................... 21
1.2.2.2 Фазовые переходы ............................................................................... 22
1.2.2.3 Процессы упорядочения-разупорядочения Ti в октаэдрах ............. 23
1.2.2.4 Полярные нанообласти в BaTiO3 при T > TC .................................... 24
1.2.2.5 Твердые растворы на основе BaTiO3 ................................................ 26
1.2.2.6 Твердые растворы Ba(Ti,Sn)O3 .......................................................... 26
1.2.3 Особенности кристаллической структуры и свойств PbTiO3 ............... 31
1.3 Сегнетоэлектрики со структурой пирохлора ................................................ 31
1.3.1 Общие сведения ......................................................................................... 31
1.3.2 Титанат висмута Bi2Ti2O7 ......................................................................... 38
1.4 Выводы из литературного обзора и постановка задач исследований ........ 45
2 Методы получения и изучения исследуемых образцов ..................................... 50
2.1 Синтез керамики .............................................................................................. 50
2.2 Дериватографический анализ ......................................................................... 51
3
2.3 Рентгеноструктурный анализ ......................................................................... 52
2.3.1 Рентгеновский фазовый анализ ............................................................... 52
2.3.2 Уточненный рентгеноструктурный анализ методом Ритвельда .......... 52
2.3.3 Монокристальная рентгеновская дифракция ......................................... 53
2.4 Измерения диэлектрической проницаемости и тангенса угла
диэлектрических потерь tg .................................................................................. 54
2.5 Терагерцовая и инфракрасная спектроскопия .............................................. 55
2.6 Измерения токов термостимулированной деполяризации .......................... 56
2.7 Измерения петель диэлектрического гистерезиса ....................................... 56
3 Синтез, рентгеноструктурные и диэлектрические исследования керамических
образцов твердых растворов системы (1–x)Ba(Ti1–yMy)O3·xPbTiO3, M=Sn, Zr .. 58
3.1 Синтез, рентгеноструктурные и диэлектрические исследования
керамических образцов твердых растворов системы
(1–x)Ba(Ti1–ySny)O3·xPbTiO3, 0≤x, y≤1 .................................................................. 58
3.1.1 Синтез керамики ........................................................................................ 58
3.1.2 Термогравиметрический анализ .............................................................. 60
3.1.3 Результаты рентгеновского фазового анализа (РФА) ........................... 61
3.1.4 Результаты изучения температурных зависимостей диэлектрических
проницаемости и потерь, токов термостимулированной деполяризации ..... 67
3.1.5 Измерения петель диэлектрического гистерезиса ................................. 75
3.1.6 Обсуждение ................................................................................................ 76
3.1.7 Заключение................................................................................................. 85
3.2 Влияние температуры спекание на диэлектрические характеристики
твердых растворов (1–x)Ba(Ti0.95Zr0.05)O3∙xPbTiO3 (0 ≤ x ≤ 0.20) ...................... 87
3.3 Структурное происхождение сильно размытого сегнетоэлектрического
фазового перехода в керамике (1–x)BaTi0.95Zr0.05O3⸱xPbTiO3 ............................. 94
4
3.3.1. Введение .................................................................................................... 94
3.3.2 Синтез керамики ........................................................................................ 94
3.3.3 Рентгеноструктурный анализ ................................................................... 95
3.3.4 Диэлектрические исследования ............................................................... 97
3.3.5 Петли диэлектрического гистерезиса ................................................... 103
3.3.6 Обсуждение .............................................................................................. 105
3.3.7 Заключение............................................................................................... 112
4. Получение и исследование релаксорного поведения монокристаллов фазы
Bi2Ti2O7 со структурой пирохлора ......................................................................... 114
4.1 Выращивание монокристаллов .................................................................... 114
4.2 Диэлектрические измерения ......................................................................... 116
4.3 Связь структура-свойство ............................................................................. 122
4.4 Дипольное льдоподобное состояние ........................................................... 126
4.5 Заключение ..................................................................................................... 130
Основные результаты и выводы ............................................................................ 132
Список использованной литературы ..................................................................... 136
