Особенности проявления поверхностных электрохимических процессов в сегнетоэлектрических кристаллах с низкотемпературными фазовыми переходами


https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-3-146-155

Полный текст:


Аннотация

Аннотация. Исследован процесс протекания токов короткого замыкания в кристаллах с низкотемпературными фазовыми переходами: сегнетовой соли NaKC4H4O6 • 4H2O и триглицинсульфата (CH2 • NH2 • COOH)3 • H2SO4. Испытания проведены на образцах полярных срезов без предварительной поляризации с симметричными индиевыми токопроводящими покрытиями. На всех образцах при комнатной температуре выявлено наличие токов короткого замыкания, которые сохраняются достаточно долго, и явление спадания тока со временем. Получены температурные зависимости токов короткого замыкания в диапазоне температур 16—45 °С для сегнетовой соли и 16—110 °С для триглицинсульфата. Токи короткого замыкания наблюдаются в исследованных кристаллах как в сегнетофазе, так и в парафазе. Показано, что при нагреве в сегнетофазе суммарный ток короткого замыкания определяется конкурирующими процессами: пиротоками и токами электрохимического разложения. В парафазе токи короткого замыкания являются токами электрохимического саморазложения. Показано, что протекание токов короткого замыкания через образцы полярных срезов кристаллов сегнетовой соли и триглицинсульфата обусловлено наличием собственной ЭДС, возникшей в результате электрохимического саморазложения противоположных поверхностей полярных срезов образцов при контакте с токопроводящими покрытиями вследствие анизотропии этих сторон. Предложена модель электрохимического саморазложения в таких кристаллах.

Об авторах

Н. С. Козлова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Козлова Нина Семеновна — канд. физ.−мат. наук, старший научный сотрудник

Ленинский проспект, д. 4, Москва, 119049, Россия



Е. В. Забелина
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Забелина Евгения Викторовна — канд. физ.−мат. наук, ведущий инженер

Ленинский проспект, д. 4, Москва, 119049, Россия



М. Б. Быкова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Быкова Марина Борисовна — ведущий инженер

Ленинский проспект, д. 4, Москва, 119049, Россия



А. П. Козлова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Козлова Анна Петровна — ведущий инженер

Ленинский проспект, д. 4, Москва, 119049, Россия



Список литературы

1. Блистанов А. А., Козлова, Н. С., Гераськин В. В. Влияние поверхностных состояний на особенности фазовых превращений и формирование структурных дефектов в кристаллах иодата лития // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1996. № 4. C. 66—71.

2. Blistanov A. A., Kozlova N. S., Geras’kin V. V. The phenomenon of electrochemical self−decomposition in polar dielectrics // Ferroelectrics. 1997. V. 198, Iss. 1. P. 61—66. DOI: 10.1080/00150199708228338

3. Zhu Yong, Zhang Dao−Fan, Xu Zheng−Yi. The electrical properties of KLiSO4 single crystals // Acta Phys. Sin. 1982. V. 31, Iss. 8. P.1073—1079. (In Chin.). DOI: 10.7498/aps.31.1073

4. Juhasz C., Gil−Zambrano J. L. Spontaneous electric currents from nylon films // J. Phys. D: Appl. Phys. 1982. V. 15, N 2. P. 327—336. DOI: 10.1088/0022-3727/15/2/019

5. Sharma R., Sud L. V. Temperature−dependent currents in unpolarised poly(vinyl alcohol) // J. Phys. D: Appl. Phys. 1981. V. 14, N 9. P. 1671—1676. DOI: 10.1088/0022-3727/14/9/015

6. Srivastava J. P., Shrivastava S. K., Srivastava A. P. Thermally stimulated discharge currents from unpoled iodine doped polyvinylacetate // Jpn. J. Appl. Phys. 1981. V. 20, N 12. P. 2439—2442. DOI: 10.1143/JJAP.20.2439

7. Гороховатский Ю. А., Бордовский Г. А. Термоактивационная токовая спектроскопия высокоомных полупроводников и диэлектриков. М.: Наука, 1991. 248 с.

8. Чеботин В. Н., Перфильев М. В. Электрохимия твердых электролитов. М.: Химия, 1978. 312 с.

9. Иона Ф., Широне Д. Сегнетоэлектрические кристаллы. М.: Мир, 1965. 555 с.

10. Гаврилова Н. Д., Малышкина И. А. Влияние изменений в структуре сетки водородных связей воды на электрофизические свойства систем «матрица−вода» при ступенчатом нагреве // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2018. № 6. С. 74—80.

11. Гороховатский Ю. А. Основы термоактивационного анализа. М.: Наука, 1981. 152 с.

12. Масловская А. Г. Исследование распределения поляризации в сегнетоэлектрических кристаллах на основе решения обратной задачи пироэффекта // Физико−математические науки. Физика. 2012. № 3 (23). C. 114—122.

13. Novik V. K., Gavrilova N. D. Low−temperature pyroelectricity // Phys. Solid State. 2000. V. 42, Iss. 6. P. 991—1008. DOI: 10.1134/1.1131338

14. Golitsyna O. M., Drozhdin S.N., Nikishina A. I. Polarization relaxation in Rochelle salt crystals // Phys. Solid State. 2007. V. 49, Iss. 10. P. 1953—1956. DOI: 10.1134/S106378340710023X

15. Novikov V. N., Novik V. K., Esengaliev A. B., Gavrilova N. D. Point defects and singularities of the low−temperature (T < 15 K) behavior of the pyroelectric coefficient and the spontaneous polarization of TGS, LiTaO3 and LiNbO3 // Ferroelectrics. 1991. V. 118, Iss. 1. P. 59—69. DOI: 10.1080/00150199108014745

16. Bogomolov A. A., Dabizha T. A., Malyshkina O. V. Nonlinear pyroeffect in unipolar DTGS crystals // Ferroelectrics. 1996. V. 186, Iss. 1. P. 1—4. DOI:10.1080/00150199608218019

17. Малышкина О. В. Пространственное распределение поляризации и пироэлектрический эффект в сегнетоактивных материалах: дисс. … д−ра физ.−мат. наук. Воронеж, 2009. 260 с.

18. Drozhdin S. N., Golitsyna O. M., Nikishina A. I., Kostsov A. M. Pyroelectric and dielectric properties of triglycine sulphate with an impurity of phosphorus (TGSP) // Ferroelectrics. 2008. V. 373, Iss. 1. P. 93—98. DOI: 10.1080/00150190802408804

19. Орешкин П. Т. Физика полупроводников и диэлектриков. М.: Высшая школа, 1977. 448 с.

20. Блистанов А. А., Козлова Н. С., Гераськин В. В. Явление электрохимического разложения полярных диэлектрических кристаллов (диплом № 216) / Сб. кратких описаний научных открытий. М.: Российская академия естественных наук, 2002. Вып. 2. С. 20.

21. Делимарский Ю. К., Марков Б. Ф. Электрохимия расплавленных солей. М.: Химия, 1960. 325 с.

22. Михайлова A. M. , Укше E. A. Электрохимические цепи с твердыми электролитами в системе серебро−комплексный йодный электрод // Электрохимия. 1987. Т. 23, № 5. С. 685—688.

23. Buzanov O. A., Zabelina E. V., Kozlova N. S., Sagalova T. B. Near−electrode processes in lanthanum−gallium tantalate crystals // Crystallogr. Rep. 2008. V. 53, N 5. P. 853—857. DOI: 10.1134/S1063774508050210

24. Kozlova A. P., Kozlova N. S., Anfimov I. M., Kiselev D. A., Bykov A. S. Lanthanum−gallium tantalate crystals and their electrophysical characterization // J. Nano− Electron. Phys. 2014. V. 6, N 3. P. 03034−1—03034−4.

25. Kozlova N. S., Buzanov O. A. Kozlova A. P., Anfimov I. M. Lanthanum−gallium tantalate crystals: surface processes and their effect on electrophysical properties // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2015. V. 80. P. 012017−1—012017−4. DOI: 10.1088/1757-899X/80/1/012017

26. Желудев И. С. Физика кристаллических диэлектриков. М.: Наука, 1968. 464 с.

27. Переломова Н. В., Тагиева М. М. Кристаллофизика. Сборник задач с решениями. М.: МИСиС, 2013. 408 с.

28. Рез И. С., Поплавко Ю. М. Диэлектрики. Основные свойства и применение в электронике. М.: Радио и связь, 1989. 288 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Козлова Н.С., Забелина Е.В., Быкова М.Б., Козлова А.П. Особенности проявления поверхностных электрохимических процессов в сегнетоэлектрических кристаллах с низкотемпературными фазовыми переходами. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2018;21(3):146-155. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-3-146-155

For citation: Kozlova N.S., Zabelina E.V., Bykova M.B., Kozlova A.P. Features of manifestation of surface electrochemical processes in ferroelectric crystals with low−temperature phase transitions. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2018;21(3):146-155. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-3-146-155

Просмотров: 23

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)