3.7 Электронно-релаксационная поляризация
Электронно-релаксационная поляризация характерна для твердых диэлектриков, содержащих дефекты или примесные ионы, способные захватывать электроны. Такие захваченные на "ловушках" электроны или дырки при отсутствии электрического поля могут под действием тепловых флуктуаций переходить из одного вероятного положения в другое. При этом суммарный электрический момент единицы объема диэлектрика будет равен нулю.
Рисунок 10 – Двухмерная модель структуры рутила, содержащая анионную вакансию
Во внешнем электрическом поле такие переходы будут осуществляться преимущественно в направлении поля и в объеме диэлектрика индуцируется электрический дипольный момент, т.е. будет происходить поляризация. Для примера на рисунке 10 показана модель структуры рутила [4].
3.8 Поляризация ядерного смещения
Поляризация ядерного смещения возникает за счет смещения ядер в атомах и молекулах под действием электрического поля. Под действием электрического поля ядра смещаются на некоторое расстояние от своего первоначального положения, что вызывает асимметрию в распределении электрических зарядов. Относится к мгновенным поляризациям (10~13 сек) и не зависит от частоты и температуры, как и электронная [4].
3.9 Остаточная (электретная) поляризация
У многих диэлектриков поляризованное состояние, созданное каким-либо способом, можно зафиксировать так, что оно сохраняется после выключения внешнего поля без всяких посторонних воздействий в течение длительного времени. Такие диэлектрики получили название электретов. Электронное состояние может быть создано различными методами. В соответствии с этим электреты делятся на:
Термоэлектреты;
Фотоэлектреты;
Электроэлектреты;
Магнитоэлектреты;
Трибоэлектреты;
Механоэлектреты;
Радиоэлектреты.
Электрет создает в окружающем пространстве электрическое поле, подобно магниту, являющемуся источником постоянного магнитного поля. Электретное состояние является метастабильным.[4]
Термоэлектреты получают следующим образом. При повышенной температуре диэлектрик поляризуется в сильном внешнем поле, а затем в этом же поле охлаждается. В результате такой обработки поляризованное состояние оказывается «замороженным. Поляризованноес остояние термоэлектрета может сохраняться в течение многих лет. Нагрев термоэлектрета при Е=0 приводит к его деполяризации.
Фотоэлектреты формируют из диэлектриков, обладающих повышенной фотопроводимостью, при одновременном воздействии электрического поля и света. Фотоэлектретное состояние может быть ликвидировано сильным электрическим полем. При одновременном воздействии электрического и магнитного поля может быть получен магнитоэлектрет.
Электро-, трибо-, механо-, и радиоэлектреты получают при воздействии лишь одного фактора: соответственно, сильного электрического поля, трения, механической деформации и радиационных воздействий.[8]
3.10 Спонтанная (сегнетоэлектрическая) поляризация
В некоторых классах полярных ионных кристаллов и веществах в определенном температурном интервале наблюдаются фазовые переходы без изменения агрегатного состояния, в процессе которых происходит существенная перестройка их структуры. Такая перестройка, не нарушая физически и химически однородное строение вещества, приводит к существенному изменению электрических свойств диэлектриков (проводимости, диэлектрической проницаемости), оптической активности и др. Вблизи фазовых переходов, возникающих при изменении параметров окружающей среды, данные параметры могут изменяться резко, иногда на несколько порядков по величине. Такие фазовые переходы, при которых неполярные вещества самопроизвольно (спонтанно) переходят в полярное состояние, называют сегнетоэлектрическими.
Неполярная фаза, как правило, является более высокотемпературной, чем полярная, но в каждом сегнетоэлектрическом веществе фазовые переходы имеют свои особенности.[4]