Способ определения поляризационных характеристик сегнетоэлектриков
1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ , включающий измерение интенсивностей линий спектра электрон ного парамагнитного резонанса исследуемого образца при воздействии электрического поля,отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения точностн способа, исследуемый образец переводят в .сегнетозлектрическую фазу и измеряют в ней отношеп ние интенсивност й линий спектра злектронного парамагнитного резонанса , помещают дополнительный образец, аналогичный исследуемому, в из 1еняющееся злектрическое поле, одновременно измеряют интенсивности линий спектра злектронного парамагнитного резонанса исследуемого и дополнительного образца, увеличивают напряженность злектрического поля до значения , при котором отношения интенсивностей линий спектра злектронного парамагнитного резонанса дополнительного и исследуемого образцов совпадают , и по величине напряженности электрического поля определяют вели (Л чину спонтанной поляризации исследуемого образца. 2. Способ по п.I, отличающий с я тем, что перевод исследуемого образца в сегнетозлектрическую фазу производят нагреванием.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (!9) (! I
4(5(! G Ol N 24 10
ГОСУаа СТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР
00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (t
;с
I !
I . (2 l ) 3621869/24-25 (22) 12.07.83 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) И.H.Ãåé@èàí (7 1) Институт полупроводников АН
Украинской ССР (53) 538.69.083(088.8) (56) l° . Варфут Дж. Введение в физику еегнетоэлектрических явлений. И., "Иир", )97О, с.15.
2. Важенин В.А. и др. ЭПР— исследования поляризации сегнетоэлектрика
РЬ Се О„.— ФТТ, 1975, т.17у вып.8, с.2485-2487 (прототип) (54)(57) I. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦОДЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ, включающий измерение интенсивностей .линий спектра электронного парамагнитного резонанса исследуемого образца при воздействии электрического поля, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности способа, исследуемый образец переводят в :сегнетоэлектрическую фазу и измеряют в ней отношеч ние интенсивностей линий спектра электронного парамагннтного резонанса, помещают дополнительный образец, аналогичный исследуемому, в изменяющееся электрическое поле, одновременно измеряют интенсивности линий спектра электронного парамагнитного резонанса исследуемого и дополнительного образца, увеличивают напряженность электрического поля до значения, при котором отно(пения интенсивностей линий спектра электронного па" рамагнитного резонанса дополнительного и исследуемого образцов совпадают, и .по величине напряженности электрического поля определяют величину спонтанной поляризации исследуемого образца.
2. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что перевод исследуемого образца в сегнетоэлектрнческую фазу производят нагреванием.
1157423 2
Изобретение относится к применению электронного парамагнитного резонанса (ЗПР) для исследования и анализа сегнетоэлектриков и может быть использовано для определения спонтанной поляризации сегнетоэлектФ риков с парамагнитными центрами, ориентирующимися электрическим полем;
Известен способ определения спок- 1О таиной поляризации сегнетоэлектриков по петле диэлектрического гистереэиса при наложении на исследуемый образец переменного электрического поля большой напряженности t5
Однако этот способ не позволяет определить спонтанную поляризацию ряда сегнетоэлектриков, разрушающихся под действием электрического поля достаточно большой напряженности, необходимой для переполяризации кристалла. Кроме того, недостатком способа является низкая точность измерения. Это обусловлено тем, что внутренние поля сегнетоэлектрика при.25 водят к искажению формы петли диэлектрического гистерезиса.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ определенияполяризационных харак-З0 теристик сегнетоэлектриков, включающий измерение интенсивностей линий спектра электронного парамагнитного резонанса (ЗПР) исследуемого образца лри воздействии электрического поля (27 .
Однако известный способ не является достаточно точным, так как отсутствует корреляционная связь между отношениями интенсивностей линий
40 спектра образца и величиной спонтанной поляризации.
Цель изобретения — повышение точности способа.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения поляриэационных характеристик сегнетоэлектриков, включающему измерение интенсивностей линий спектра ЭПР исследуемого образца при воз" действии электрического поля, исследуемый образец переводят в сегнетоэлектрическую фазу и измеряют в ней отношение интенсивностей линий спектра ЭПР, помещают дополнительный образец, аналогичный исследуемому, s изменяющееся электрическое поле, одновременно измеряют интенсивности линий спектра ЭПР дополнительного и исследуемого образцов„увеличивают напряженность электрического поля до значения, при котором отношения интенсивностей линий спектра ЭПР дополнительного и исследуемого образцов совпадают, и по величине напряженности электрического .поля определяют величину спонтанной поляризации исследуемого образца °
Кроме того, перевод исследуемого образца в сегиетоэлектрическую фазу производят нагреванием.
Сущность пособа заключается в следующем.
Способ реализуют при помощи установки, содержащей серийный радиоспектрометр, например, типа РЭ1301, криостат,источник воздействующего электрического напряжения, средства контроля напряжения и температуры образца.
Первоначально устанавливают температуру исследуемого образца ниже температуры фазового перехода, изменяют напряженность воздействующего электрического поля до достижения наибольшего значения интенсивности контрольной линии спектра ЭПР, что свидетельствует о переходе в монодоменное состояние. В качестве контрольной выбирают одну из линий спектра. Определяют в монодоменном состоянии отношение интенсивностей линий спектра ЭПР с одинаковыми квантовыми числами для всех центров к минимальной интенсивности и регистрируют температуру образца.
Для аналогичного дополнительного образца при температуре исследуемого образца измеряют напряженность воздействующего поля, при которой отношение линий спектра с одинаковыми квантовыми числами для всех центров к минимальной интенсивности имеет ту же величину, что и в монодоменном состоянии. По найденному значению напряженности определяют величину спонтанной поляризации.
Пример. Измеряют спонтанную поляризацию сегнетоэлектрического образца с парамагнитными центрами, ориентирующимися электрическим полем
КТаО + 3,8%Li + Mn прн температуре 77 К. Определяют отношение среднего арифметического интенсивностей линий спектра с одинаковыми квантовыми числами для нсех пентрон к з 1157423 я минимальной интенсивности в монодомен- принят способ определения спонтанной ном состоянии при Е - 10 поляризации по петле диэлектрическосм го гистерезиса.
Составитель В. Майоршин
Техреа М.Гергель Корректор Л.Пилипенко
Тираж 897 ° Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва Ж-35 Ра шская наб. Б.4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4
Релактор И.щербак
Заказ 3359/41
Для перехода в параэлектрическую фазу при той же температуре используют в качестве вспомогательного о6разца КТаОэ + Ип т1
Напряженность электрического поля в параэлектрической фазе, соответствующая- 4, равна Е, = 58,4 — О о
Зная коэффициенты li = 36 ° 10 ВКл м, ® 0,6 ° 10 SKa м, $ = 0,16 х х!О ВКл м, определяют величину спок11 -э 9 таиной поляризации 0 04
К 15 в
Предлагаемый способ позволяет определить величину спонтанной поляризации при увеличении точности определения в два раза по сравнению с базовым объектом, в качестве которого
По предлагаемому способу измерения спонтанной поляризации отношение интенсивностей линий ЭПР зависит лишь от поляризации образца, и поэтому характеристика проявляется в чистом виде. Повышению точности способствует запись линий ЭПР на самописце, а съем показаний с ленты самописца пЬвышает точность по сравнению с информацией, получаемой с экрана осциллографа. Преимуществом предлагаемого способа является и нераэрушаемость образца в то время, как s случае измерений спонтанной поляризации по петле диэлектрического гистерезиса некоторые образцы подвергаются разрушению.
