Министерство Образования и Науки Украины
Харьковский Национальный университет им. В. Н. Каразина
Физический факультет
Исследование кристалла AlCeO3
Курсовая работа
студентки III курса
физического факультета
группы ФО-34
кафедры физики кристаллов
Фоминой Юлии Евгеньевны
Научный руководитель:
Старший научный сотрудник
Института сцинтиляционных
материалов НАН Украины,
Ткаченко С. А.
Харьков 2015
Содержание:
Введение.
Сегнетоэлектричество. Применение сегнетоэлектриков.
Общие сведения о выращиваемом кристалле.
Рост кристаллов. Метод Чохральского.
Рост кристаллов. Метод EFG.
Домены и доменная структура алюмината церия.
Эксперимент. Травление алюмината церия.
Дислокации.
Кристаллические блоки.
Вывод.
Введение.
Интерес к кристаллам CeAlO3 связан с их
сегнетоэлектрическими, оптическими,
люминесцентными и др. свойствами, возможностью
применения в качестве твердых электролитов с ионной
проводимостью, датчиков газовых сред,
катализаторов и сцинтилляционных детекторов в
физике высоких энергий.
Сегнетоэлектричество
Физическое явление, наблюдающееся в некоторых кристаллах, называемых сегнетоэлектриками, в определённом интервале температур и заключающееся в возникновении спонтанной поляризации кристалла даже в отсутствие внешнего электрического поля. Температура, при которой исчезает спонтанная поляризация (то есть собственный дипольный момент) и происходит перестройка кристаллической структуры, носит название температуры (точки) Кюри. Переход через точку Кюри означает фазовый переход, а соответствующие фазы обозначаются как полярная (сегнетоэлектрик) и неполярная (параэлектрик - нелинейный диэлектрик, не обладающий спонтанной поляризацией, относительная диэлектрическая проницаемость которого уменьшается с ростом температуры).
Применение. Отличительными чертами сегнетоэлектриков являются высокие значения диэлектрической проницаемости, наличие пьезоэлектрического и пироэлектрического эффектов, зависимость показателя преломления от величины приложенного электрического поля. Эти свойства определяют область применения сегнетоэлектриков (монокристаллов, керамики, плёнкок) - широко применяются в технике и в научном эксперименте. Благодаря большим значениям (комплексной диэлектрической проницаемости) их используют в качестве материала для конденсаторов высокой удельной ёмкости. Все сегнетоэлектрики в полярной фазе являются пьезоэлектриками. Большие значения пьезоэлектрических констант обусловливают применение сегнетоэлектриков в качестве пьезоэлектрических материалов в приёмниках и излучателях ультразвука, в преобразователях звуковых сигналов в электрические и наоборот, в датчиках давления и др. Сегнетоэлектрическими свойствами обладают некоторые полупроводники и магнитоупорядоченные вещества. Сочетание различных свойств приводит к новым эффектам, например магнитоэлектрическим. Зависимость показателя преломления от поля обусловливает использование сегнетоэлектриков в качестве электрооптических материалов в приборах и устройствах управления световыми пучками, включая визуализацию инфракрасного изображения. Многие сегнетоэлектрики являются сегнетоэластиками - веществами со спонтанной деформацией кристаллической решётки внутри заданного температурного интервала.
Сегнетоэлектрики отличаются от пироэлектриков тем, что при определённой температуре (так называемой диэлектрической точке Кюри) их кристаллическая модификация меняется - т. е. переходит из кристаллической структуры с более высокой симметрией в кристаллическую структуру с более низкой симметрией, и спонтанная поляризация пропадает. Кристаллическая модификация, в которой наблюдается спонтанная поляризация, называется полярной фазой, а в которой не наблюдается — неполярной фазой. Спонтанно поляризованное состояние реализуется в сегнетоэлектриках в виде доменной структуры (см. раздел 6).