Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов Жаров Сергей Юрьевич

Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов
<
Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Жаров Сергей Юрьевич. Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов : ил РГБ ОД 61:85-1/1172

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Пироэлектрический эффект в монокристаллах триглицинсульфата ( обзор литературы и постановка задачи) 8

1.1 Феноменологическая теория пироэлектричества 8

1.2 Пироэлектрический эффект в сегнетоелектриках ІЗ

1.3 Пироэлектрические свойства кристаллов ТГС 18

1.4 Применение кристаллов ТГС в технике 24

1.5 Влияние примесей типа внедрения на структуру и свойства монокристаллов ТГС 32

Постановка задачи 43

ГЛАВА II. Экспериментальные установки и методики исследования 44

2.1 Методы измерения пироэлектрического коэффициента полярных материалов 44

2.2 Расчетные соотношения-для определения пиро-коэффициента полярных диэлектриков динамическим методом 48

2.3 Экспериментальная установка для параллельного измерения пироэлектрических и диэлектрических параметров сегнетоэлектриков 51

2.4 Установка для исследования переполяризационных характеристик и коэффициента диэлектрической вязкости сегнетоэлектрических кристаллов 56

2.5 Анализ погрешностей измерений 57

ГЛАВА III. Пироэлектрические свойства и показатеяи качества легированных кристаллов ТГС 59

3.1 Диэлектрические параметры примесных кристаллов ТГС 59

3.2 Влияние металлических лигандов на пироэлектрические характеристики триглицин-сульфата 64

3.3 Показатели (критерии) качества кристаллов ТГС,содержащих различные катионы металлов 73

ГЛАВА ІV. Релаксационные явления и внутренние поля в кристаллах тгс,легированных различными катионами металлов 86

4.1 Релаксация пироэлектрического отклика монокристаллов группы ТГС 86

4.2 Модель деполяризующего поля термического происхождения 94

4.3 Роль вязкостных явлений в релаксации пироэлектрического отклика монокристаллов ТГС 102

4.4 Внутренние поля в легированных кристаллах ТГС и их роль в релаксации пироотклика 106

Выводы 121

Перечень докладов и публикаций 124

Литература 127

Введение к работе

Сегнетоэлектричеетво является одним из основных и бурно развивающихся разделов современной физики твердого тела.

Применение сегнетоэлектриков и родственных материалов в различных областях науки и техники является важным стимулом исследований физических свойств этих веществ.Развитие сегнетоэлектри-чества в значительной степени связано с именами таких советских физиков как И.В.Курчатов,Б.М.І ул,В. Л.Гинзбург,Г.А.Смоленский, И.С.Желудев,К.С.Александров,Л.А.Шувалов,а также зарубежных -таких как Валашек,Мерц,Девоншир,Кокрен,Миллер,Блинц и др.

В последние два десятилетия большой интерес исследователей вызывают пироэлектрические свойства полярных диэлектриков.Это с одной стороны обусловлено тем,что изучение пироэлектрических характеристик дает богатую информацию о поведении сегнетоэлектриков в области структурных фазовых переходов, с другой стороны к чисто научному аспекту данной проблемы добавился определенный практический интерес,который вызван разработкой и применением принципиально нового типа приемников излучения и систем тепловидения, основанных на пироэлектрическом эффекте /I/.

Важные исследования пироэлектрических свойств собственных и несобственных сегнетоэлектриков выполнены зарубежными физиками Лэнгом, Чиноветом, Хадни, Чануссотом, Глассом, Шауловым, Бирманом, Смитом, Пикаксом, а также советскими учеными Ю.Н.Веневцевым,Л.С.Кременчугским ,И.М.Сильвестровой,Н.Д.Гавриловой,В.А.Копциком,В.К.Новиком.

Главной проблемой, определяющей дальнейшее развитие инфракрасной техники,основанной на пироэффектвыявляется повышение ее чувствительности.Решение данной проблемы заключается в поиске оптимального пироактивного материала,обладающего наиболее высоким порогом -чувствительности. Из всех известных на сегодня полярных диэлектриков самым подходящим для использования в качестве активного элемента пироэлектрического приемника излучения или мишени пировидикона является кристалл триглицинсульфата и его изоморфные /2/.Однако, имея целый ряд преимуществ по сравнению с другими сегнетоелектриками,эти кристаллы не лишены определенных недостатков, главным из которых является неустойчивость ("деполяризация") монодоменного состояния, что приводит к нестабильности работы пироэлектрического преобразователя /3,4/.Для преодоления этого недостатка применяется несколько методов. Это - облучение гамма-квантами образца, помещенного в электрическое поле, нанесение на тонкий образец управляющих электродов с различными работами выхода, а также введение в процессе выращивания активных примесей типа внедрения и замещения. Последний метод оказался наиболее эффективным и получил сейчас широкое распространение. Однако«физические свойства примесных кристаллов ТГС исследованы пока крайне недостаточно. Между тем их систематическое изучение позволит с одной стороны качественно и количественно проверить феноменологическую теорию влияния дефектов на физические свойства веществ в области структурных фазовых переходов «разработанную А.П.Леванюком и др. /5/,с другой стороны открывает возможности для научно-обоснованного поиска оптимального пироактивного материала, Кроме того «тщательное исследование особенностей протекания пироэлектрического эффекта в примесных сегнетоэлектрических кристаллах помогает глубже понять природу пироэлектрических явлений в полярных диэлектриках. Целью настоящей работы является систематическое исследование влияния примесей катионов металлов на пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС в широком интервале температур, включая район фазового перехода.

На защиту выносятся следующие положения:

I.Монокристаллы триглицинсульфата,содержащие малые (К Ю ° вес.%) концентрации катионов кобальта,меди,титана,а также ТГС с двойной примесью катионов меди и никеля (К=0,5мол.%),в широком интервале температур,включая район фазового перехода,имеют пиро-коэффициенты и показатели качества на 10-20% выше, чем у чистого ТГС.

2.Феноменологическая теория влияния дефектов на физические свойства сегнетоэлектриков в области структурных фазовых переходов, близких к трикритической точке достаточно хорошо описывает температурные зависимости пирокоэффициента примесных кристаллов триглицинсульфата при концентрациях примеси больших, чем 10 вес.%

З.Под действием нефокуеированного лазерного излучения в чистых и примесных кристаллах группы ТГС возникает релаксационное уменьшение пиросигнала во времени,которое зависит от вида примесите концентрации, плотности мощности лазерного излучения и направления внешнего электрического поля при предварительной поляризации.

4.Выявлен доменный механизм релаксации пироотклика в чистых и примесных кристаллах триглицинсульфата. Показано,что время релаксации определяется тремя факторами: деполяризующим полем термического происхождения Др, коэффициентом диэлектрической вязкости j& и эффективным внутренним полем Ев (в случае униполярного образца) .

5.С учетом определяющей роли диэлектрической вязкости в процессах переключения предложен простой и надежный метод определения внутренних полей сегнетоэлектрических кристаллов. Величина Eg рассчитывается по формуле:

где , - времена релаксации процесса установления равновесного доменного состояния, соответствующие двум различным коммутациям поля Е,Е - величина коммутируемого поля.

Диссертация состоит из четырех глав, выводов и библиографии.

I глава посвящена обзору литературы и постановке задачи исследования.

II глава - описанию экспериментальных методик (динамического метода исследования пироэлектрических свойств и метода эффекта Баркгаузена для определения переполяризационных характеристик и коэффициента диэлектрической вязкости).

III глава посвящена исследованию пироэлектрических и диэлектрических свойств кристаллов триглицинсульфата, легированных раз личными катионами металлов, в широком интервале температур, включая точку Кюри.

IV глава посвящена исследованию релаксационных явлений и внутренних полей в примесных кристаллах ТГС.

Основные результаты, полученные в работе, сформулированы в 8 выводах.

Библиография содержит 180 наименований. 

Влияние примесей типа внедрения на структуру и свойства монокристаллов ТГС

Сегнетоэлектричеекая активность триглицинеульфата (химическая формула ( л/Н gH 2 С ООН )g Н g SO ) была открыта Маттиа-сом,Миллером и Ремейкой в 1956 году /44/,ТГС - один из очень немногих одноосных сегнетоэлектриков с водородной связью,обладающих фазовым переходом второго рода /8,9,28,37,48/.Выше температуры Кюри (ТС=49С) кристалл имеет моноклинную симметрию и принадлежит к центросимметричному классу 2/т .Ниже Тс зеркальная плоскость исчезает,и кристалл принадлежит к полярной точечной группе 2.Полярная ось лежит вдоль моноклинной (второго порядка) оси о .Размеры элементарной ячейки: О/ =9,42$, о =12,64А, 0 = =5,73А,р =П023.На элементарную ячейку приходится три формульные единицы.

К настоящему времени достаточно подробно изучены диэлектричеекие /49-52/,тепловые /36,37/ ,механичеекие /53,54/, оптические /55/ и другие /56/ свойства кристаллов ТГС,а также их доменная структура /57-60/,ростовые особенности и габитус /51,61/, процессы переключения /62,63/.

Первые исследования пироэлектрических свойств ТГС провел Чиновет в I960 году /64/.Качественные измерения пирокоэффициента были сделаны в широком температурном интервале от -150 до +70С, используя новый динамический метод.Из полученных пироэлектрических характеристик была определена температурная зависимость Pg (Т),которая полностью совпала с измерениями Трибваееера /48/. Тщательно проверялись соотношения термодинамической теории Гинзбурга-Девоншира при наложении постоянных электрических полей различной величины.Показано,что за исключением слабых полей,теоретические зависимости р() хорошо согласуются с экспериментальными данными.Также как и в случае с Bolt Од /65/ выше точки Кюри был обнаружен остаточный пиросигнал,который имел противоположный знак по сравнению с начальным пирокоэффициентом.При охлаждении остаточный пироэффект не восстанавливался поведение пиросигна-ла было нормальным (рис.1.4).Наличие ненулевого пирокоэффициента выше температуры фазового перехода объяснялось тем,что в кристалле ТГС существуют области (так называемые "остаточные" домены), в которых направление поляризации остается постоянным независимо от направления и величины приложенного поля.При нагревании кристалла выше Тс заряды,компенсирующие разницу в поляризации на границах этих областей,вызывают индуцированную поляризацию,порождая пироэлектрический эффект.Если кристалл выдерживать выше Тс в течение времени,необходимого для перераспределения пространственного заряда,то остаточный пиросигнал исчезает.

В дальнейшем исследования пироэлектрических свойств тригли Температурная зависимость пироэлектрического сигнала для кристалла ТГС:(1) - остаточный пиросигнал,(2) - исчезновение остаточного пиросигнала при охлаждении,(3) - возвращение кристалла в исходное положение с той же поляризацией,что и до начала термоцикла /64/.

Цинсульфата проводились неоднократно статическим,квазистатическим и динамическим методами /36,44,45,66-73/ в широком температурном интервале,включая точку Кюри.Исследователей прежде всего интересовала максимальная величина пирокоэффициента при температуре фазового перехода,зависимость пироэлектрических свойств от величины и направления внешнего и внутреннего электрических полей, состояния доменной структуры,старения,толщины образцов,точное соотношение между первичным и вторичным эффектами,значение и направление остаточного пиросигнала и т.д.

Количественные измерения пирокоэффициента ТГС были в частности проведены динамическим методом в /66/.Для этого был использован оригинальный епособ определения импульсных изменений температуры кристалла,основанный на строгой температурной зависимости диэлектрической проницаемости.Найденные в /66/ цифровые дан-ные ( Ртах 0,51 W/Клсм К" ) хорошо согласуются с экспериментальными результатами,определенными из температурной зависимости Ps (т).

Для точного определения как точки Кюри,так и максимальной величины пирокоэффициента необходим целый ряд условий,главным из которых являетея стабильность поляризованного (монодоменного) состояния образца.Если это условие выполняется,то в районе фазового перехода наблюдается резкое (ртах 1,0-2,0(ыКлсм К А) возрастание пирокоэффициента,как и предсказывает термодинамическая теория (рис. 1.2а).В противном случае ток переключения,возникающий вследствие распада поляризованного состояния кристалла,обусловливает при статическом методе измерения наличие ярко выраженного максимума р(Т) вдали от точки Кюри /67/,при квазистатическом методе измерения - резкое уменьшение ртх в районе фазового перехода и точки перегиба на температурной зависимости пирокоэффициента /36,44,68,69/,положение которых зависит от способа подготовки образца,величины и времени приложения поляризующего поля, сорта электродов «ширины доменов.

В нескольких работах /36,44/ точное определение температурного хода р(Т) использовалось как для изучения зависимости (ІР/оІТ(Т),так и для наблюдения за процессом перестройки доменной структуры кристаллов при изменении степени их униполярности. Для анализа экспериментальных результатов применялось следующее простое уравнение:

Расчетные соотношения-для определения пиро-коэффициента полярных диэлектриков динамическим методом

К преимуществам данного метода следует также отнести: возможность накопления сигналов,соответствующих средней стационарной температуре,возможность одновременного измерения пирокоэффициен-та и диэлектрической проницаемости,определения дисперсии этих величин и распределения их значений по толщине образца.

Одной из основных проблем динамического метода является определение средней температуры и амплитуды ее приращенияИспользование помещенных на образец термометрических датчиков приводит по ряду причин к неопределенности в оценке погрешности.Поэтому получило распространение косвенное определение приращения температуры расчетным путем /1,2/.

Частотный диапозон применимости динамического метода ограничивается :снизу -тепловой постоянной времени образца ( Мт I), сверху -условием равномерности прогрева образца и,обычно,составляет 2-20Гц /145/,На более высоких частотах в выходном сигнале существенную роль играет третичный пироэффект,вызванный градиентным нагревом /23,24/.

Итак,можно сделать вывод,что динамический метод является оптимальным для исследования пироэлектрических свойств полярных материалов в условияхмаксимально приближенных к реальным при практическом их использовании.Однако,точность определения пирокоэффи-циентов во многом зависит от тщательности проведения трудоемких измерений,требуемых при этом параметров как материала сегнето-электрика ( С , )-) и поглощающей черни ( ),так и облучаемого теплового потока (VI).Очевидно,что указанные трудности являются одной из причин встречаемых несоответствий в значениях пирокоэф-фициентов,измеренных статистическим и динамическим методами /106/,хотя некоторые авторы /24/ отстаивают точку зрения о принципиальной невозможности сравнения этих величин»

В заключение отметим,что использование динамического метода дает богатейшие возможности для исследования связанных с пироэлектричеством эффектов.В частности,выделим целый ряд методов изучения тепловых характеристик полярных материалов /152-154/,их доменной структуры /155,156/,состояния поляризации в поверхностном слое /157/,системы записи информации /158/ и т.д.

Во всех теоретических расчетах,которые проводились в /2,14, 45,73,88,89,101/,предполагается либо мгновенный равномерный прогрев чувствительного элемента по его толщине (система с сосредоточенными параметрами),либо поглощение теплового потока поверхностью чувствительного элемента с последующим перераспределением температуры п его толщине (система с распределенными параметрами) /2,14/.Оба эти подхода дают довольно близкие результаты,когда измеряемые потоки радиации достаточно слабы и не вызывают температурной зависимости параметров пироэлектрика.В этом случае для вычисления пирокоэффициента достаточно знать среднюю температуру образца.

Соотношение между током и напряжением в цепи находится обычно из эквивалентной схемы динамического метода измерения пироэф-фекта с помощью закона Кирхгофа /14,101/: где Си, = С + вх+ кр емкость кристалла, вх- входная емкость, = кр+ н ко С0ПРтивление кристалла, &н- сопротивление нагрузки. Из выражений (2.2) и (2.3) следует: где 0 - средний прирост температуры, С Н=Т - электрическая постоянная времени.Возможны три режима работы в динамическом методе: I)e« l№ = & р» -тт = н нарастание пиросигнала происходит од новременно с изменением мощности излучения W (рис.2.3), 2)Tg» І,#=Лн!У(і-- ) ,раскладывая t ъ ряд и учитывая то лько члены первого порядка,получаем:#=#л2#А нарастание пиросигнала происходит линейно (рис.2.3), 3) \уіі= Я„У(1-8 ) нарастание пиросигнала имеет вид кривой насыщения. При нахождении конкретного вида функции среднего прироста температуры 9 при облучении образца синусоидальным потоком W = = W1(1+Е. ) кристалл считаем системой с сосредоточенными параметрами, пренебрегая теплообменом на границах кристалла.Это предположение справедливо,если на всех частотах модуляции длина температурной волны больше,чем толщина образца.При этом температура в любой точке кристалла не зависит от координаты,а является лишь функцией времени /159/.Другими словами, в не является функцией от частоты модуляции OJ ,то есть происходит однородный нагрев образца на 0,OI-0,OOIK.B этом случае уравнение теплового баланса запишется в виде /2/:

Влияние металлических лигандов на пироэлектрические характеристики триглицин-сульфата

Перед каждым измерением пиросигнала все кристаллы поляризовались в поле Е=1кВсм по направлению естественной униполярности в течение 5 минут.Как следует из рис.3.2, введение в кристалл трйглицинсульфата ионов Со в концентрации К 0,5 10 вес.% приводит к возрастанию величины р на 10-15% по сравнениюс его значением для образцов,выращенных в аналогичных условиях и несодержащих примеси.Легирование кристаллов трйглицинсульфата ионами %+ и Ті (таблица 3.2) слабо влияет на изменение пирокоэффициента.Отсутствие образцов с малыми концентрациями ионов Си , #Є и С/ь обусловлено тем,что данные катионы внедряются в кристаллическую решетку трйглицинсульфата гораздо активнее,чем ионы кобальта,титана и таллия,образуя при этом устойчивые хелатные комплексыУвеличение процентного содержания всех ви-дов примеси до 10 -10 вес.56 снижает значения р (рис.3.2,таблица 3.2).

Указанный характер зависимости пирокоэффициента от концентрации ионов металлов сохраняется во всем исследованном интервале температур,включая район фазового перехода,где влияние примесей на физические свойства сегнетоэлектриков особенно велико /108/.На рис.3.3-3.8 представлены температурные кривые р (Т) для образцов, легированных катионами таллия,меди,титана,кобальта,железа,хрома, меди и никеля«натрия и калия.Перед каждым измерением кристаллы отжигались в течение часа при Т=55С и затем медленно (за сутки) охлаждались при наложенном внешнем поле Е=1кВсм до комнатной температуры. Нагрев образцов производился ступенчато (температурный шаг составлял 2-3С вдали от точки Кюри и 0,І-0,2С в окрестности фазового перехода),температура стабилизировалась 10-15 минут. Как видно из рис.3.3-3,6,для кристаллов ТГС:Тб+,ТГС:Со , ТГС:Си,2+,ТГС:Тб3+ характерно смещение точки Кюри (Т =Т) в сторону низких температур на 0,3-0,8К.Этот эффект противоположен действию внешних электрических полей,при наложении которых Тс остается неизменной,а температура,соответствующая максимуму диэлектрической проницаемости,Т ,сдвигается в область более высоких температур /45/.Определенной концентрационной зависимости величины сдвига Т„ не обнаружено.Заметим,что вплоть до определенной концентрации катионов кобальта (К=0,31 10" вес.%),титана (К=0,26 10" вес.%),меди (К=5,53 10" вес./О происходит некоторое увеличение максимальной величины пирокоэффициента,и лишь затем начинается "сглаживание" пика р в районе фазоюго перехода.Незначительный остаточный пироэффект наблюдается обычно при температурах на 2-3С выше точки Кюри. Эти результаты хорошо согласуются с последними данными,опуб Температурная зависимость пирокоэффициента р (Т) кристаллов ТГС, легированных катионами таллия:1 - К=2,19 10 вес.%,2 - К=4,0 10 вес.%,3 - K=I0,25-10 860.%. ликованными в работе /120/,где на примере кристаллов ТГС,легиро-ванных катионами лития (ti+) и марганца ) убедительно показано, что введение в триглицинсульфат определенных концентраций конкретных металлических лигандов приводит к резкому улучшению его пироэлектрической активности. Несмотря на то,что в примесных кристаллах ТГС происходит одновременное смещение температуры,соответствующей максимуму диэлектрической проницаемости,и точки Кюри в сторону низких температур, Т не совпадает с Т .Разность между ними была использована для расчета величины внутреннего поля по формуле (1.23): Заметим,что измеренные таким образом значения внутренних полей (они приведены в таблице 3.1) не согласуются с аналогичными величинами полей смещения,найденными по петлям диэлектрического гистерезиса.

Из особенностей,присущих температурным зависимостям пирокоэф-фициентов кристаллов ТГС,содержащих трехвалентные катионы железа и хрома (рис.3.7),следует выделить резкое подавление аномалий пирокоэффициента в окрестности точки Кюри,существование значительного остаточного пироэффекта (для TTCrfo3 р =0,2 Ю" Клсм"2К при Т=60С),наличие достаточно больших внутренних полей (150-350Всм ) Это связано с одной стороны с тем,что данные виды катионов металлов наиболее активно взаимодействуют с кристаллической решеткой триглицинсульфата,образуя устойчивые комплексы ТГС-Ме /128,129/, с другой стороны с тем, что концентрация примесей в исследуемых кристаллах на 1-2 порядка превосходит процентное содержание леги

Полученные данные для образцов триглицинсульфата,содержащих двойные лиганды (рис.3.8),свидетельствуют о том,что влияние температуры выращивания (t D=35C и t =52С) на пироактивность исследуемых сегнетоэлектриков невелико по сравнению с воздействием вводимой приме си. Внутренние поля значительны лишь для ТГС:Си +А/І (К=ЗмолД),в то время как в ТГС:л/&++ + (К=Змол./0 они практически отсутствуют.

Как видно из экспериментальных результатов,малые концентрации ионов металлов оказывают на пиросвойства влияние,аналогичное радиационному отжигухарактерному для малых доз облучения /106/.

Роль вязкостных явлений в релаксации пироэлектрического отклика монокристаллов ТГС

Это хорошо подтверждается экспериментально : если для тонкого ( к & 500мкм) образца характерен обычный прямоугольный сигнал,то для образцов с толщинами А 500мкм на фоне пироотклика наблюдаются одиночные импульсы переполяризации,число которых резко возрастает с увеличением толщины образцов.

Как следует из формулы (4.4),максимальная величина поля термического происхождения изменяется с температурой также как спонтанная поляризация Pg .Согласно формуле (I.I4) Pg (Т -Т) и становится равной нулю в точке Кюри.Поскольку коэрцитивное поле в свою очередь уменьшается при приближении к температуре фазового перехода,то совершенно естественно,что релаксация пироотклика в образцах ТГС наблюдается во всем исследованном интервале температур вплоть до Т=ТС.

Таким образом,деполяризующее поле термического происхождения, возникающее в сегнетоэлектрике под действием нефокусированно-го лазерного излучения,является тем внешним фактором,который инициирует распад поляризованного состояния исследуемых кристаллов триглицинсульфата и приводит к уменьшению величины пироотклика.

Дополнительно проведенные эксперименты показали правильность выбранной нами модели.Уменьшение мощности лазерного излучения в 20 раз (в этом случае Е ЗОВсм ) или наложение внешнего электрического поля Е=1кВсм обусловливает исчезновение релаксационных явлений (рис.4.II).Измерения,проведенные через 17 часов после поляризации,показали,что лазерное излучение стимулирует распад поляризованного состояния (рис.4.II,кривая 2). Модель деполяризующего поля,возникающего вследствие градиента температур,позволяет сделать правильный выбор оптимальных условий измерения пироэлектрических характеристик динамическим методом.Такой выбор диктуется следующими требованиями : величины деполяризующих полей должны быть значительно меньше коэрцитивных (для ТГС Ет ЮОВсм),кроме того,Ет является функцией времени действия лазерного излучения,следовательно,для каждого конкретного Ь необходимо определить собственный диапазон значений мощности теплового потока,при котором не происходит активного процесса переполяризации.Из рис.4.12,где области оптимального режима измерения выделены пунктиром,видно,что для і 0,05с можно использовать самый широкий спектр значений мощности лазерного излучения 0 W 3,2мВт.Этот набор времен воздействия пироэлектрического отклика монокристаллов ТГС

Деполяризующее поле термического происхождения,возникающее в сегнетоэлектрическом кристалле при воздействии нефокусирован-ного лазерного излучения вызывает распад поляризованного состояния чистых и легированных кристаллов триглицинсульфата.Очевидно,что этот распад (переход из монодоменного состояния в полидоменное) неизбежно приводит к релаксационному уменьшению величины пироотклика.Время релаксации такого процесса должно существенным образом зависеть от переключательных характеристик сегнетоэлектрика,то есть его диэлектрической вязкости.

Для более глубокого понимания этой связи,приведем основные положения концепции диэлектрической вязкости,которые бьши разработаны В.М.І удяком в работах /162-166/.

Переход сегнетоэлектрического кристалла в равновесное состояние с поляризацией Р0 при наложении на него постоянного электрического поля Е,согласно /162,164,166/,описывается линейным уравнением : г где Jo -коэффициент диэлектрической вязкости кристалла.

Похожие диссертации на Пироэлектрические свойства монокристаллов группы ТГС, легированных ионами металлов