Зависимость токов короткого замыкания от температуры в кристаллах α-LiIO3

Исследованы особенности протекания токов короткого замыкания в образцах полярных срезов кристаллов α-LiIO₃ гексагональной модификации. В качестве токопроводящих покрытий выбраны индий и серебро с учетом их расположения в ряду электрохимической напряженности металлов. Эти материалы покрытий являются типичными представителями электрохимического ряда напряженности металлов до (индий) и после (серебро) водорода. Измерения проводили на программно-аппаратном комплексе «СКИП» в температурном интервале от Т_комн до 210 °С без приложения внешнего электрического поля. Исследуемые образцы предварительно не подвергали никаким стимулирующим внешним воздействиям: ни температурным, ни электрическим, ни радиационным и т. п. Получены графики зависимостей токов короткого замыкания от температуры с различными материалами токопроводящих покрытий и по различным схемам измерений. Проведено оптическое исследование поверхности токопроводящих покрытий до и после нагрева. Установлено влияние материала токопроводящих покрытий на величину и направление протекания токов короткого замыкания в образцах. В случае с симметричными токопроводящими покрытиями в зависимости от нанесения индия или серебра токи идут в разном направлении. В случае с несимметричными токопроводящими покрытиями в зависимости от стороны нанесения серебра с учетом полярности кристалла, токи имеют разное направление протекания и величину, отличающуюся более чем в 2 раза. Различие графиков температурных зависимостей нагрева и охлаждения, а также структурное изменение поверхности материалов токопроводящих покрытий может свидетельствовать об образовании новых фаз.

1. Гороховатский Ю.А., Бордовский Г.А. Термоактивационная токовая спектроскопия высокоомных полупроводников и диэлектриков. М.: Наука; 1991. 244 c.

2. ГОСТ 30501-97. Материалы электроизоляционные твердые. Метод измерения электрического сопротивления и удельного электрического сопротивления при повышенных температурах. Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации; 2001. 7 с.

3. Поплавко Ю.М. Физика диэлектриков. Киев: Вища школа; 1980. 399 с.

4. Рез И.С., Поплавко Ю.М. Диэлектрики. Основные свойства и применения в электронике. М.: Радио и связь; 1989. 287 с.

5. Блистанов А.А., Козлова, Н.С., Гераськин В.В. Влияние поверхностных состояний на особенности фазовых превращений и формирование структурных дефектов в кристаллах иодата лития. Известия вузов. Цветная металлургия. 1996; (4): 66—71.

6. Blistanov A.A., Kozlova N.S., Geras’kin V.V. The phenomenon of electrochemical self-decomposition in polar dielectrics. Ferroelectrics. 1997; 198(1): 61—66. https://doi.org/10.1080/00150199708228338

7. Йовчева Т.А. Влияние переноса заряда на деградации кристалла a-LiIO3. Автореф. дисс. канд физ-мат. наук. М.; 1992. 21 с.

8. Блистанов А.А., Козлова Н.С., Гераськин В.В. Явление электрохимического разложения полярных диэлектрических кристаллов. В: Сб. кратких описаний научных открытий – 2002 г., Выпуск 2. Диплом № 216. М.: НИТУ «МИСиС»; 2002.

9. Бузанов О.А., Забелина Е.В., Козлова Н.С. Приэлектродные процессы в кристаллах лантан-галлиевого танталата. Кристаллография. 2008; 53(5): 903—907.

10. 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

11. Блистанов А.А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики. М.: МИСиС; 2000. 432 с.

12. Портнов О.Г. Технология объемных монокристаллов полупроводников и диэлектриков. Выращивание технологичных монокристаллов иодата лития для устройств нелинейной оптики. М.: Изд. Дом НИТУ «МИСиС; 2015. 143 с.

13. Авдиенко К.И., Богданов С.В., Архипов С.М.; Кидяров Б.И. Иодат лития: Выращивание кристаллов, их свойства и применение. Под ред. С.В. Богданова. Новосибирск: Наука: Сиб. отд-ние; 1980. 144 с.

14. De Boer J.L., Van Bolhuis F., Olthof-Hazekamp R.V. Re-investigation of the crystal structure of lithium iodate. Acta Crystallographica. 1966; 21(5): 841—843. https://doi.org/10.1107/S0365110X66004031

15. Блистанов А.А., Бондаренко В.С., Переломова Н.В. Акустические кристаллы. Под ред. М.П. Шаскольской. М.: Наука; 1982. 356 с.

16. Переломова Н.В., Тагиева М.М. Кристаллофизика. М.: Изд. Дом НИТУ «МИСиС»; 2013. 408 с.

17. Пирозерский А.Л., Чарная Е.В., Залесский В.Г., Лебедева Е.Л., Филиппов К.В. Диэлектрические исследования кристаллов α-LiIO3, выращенных из нейтральных и щелочных растворов. Физика твердого тела. 2009; 51(4): 670—674.

18. Корольков Д.В. Основы неорганической химии. М.: Просвещение; 1982. 271 с.

19. Шпортенко А.С., Кубасов И.В., Кислюк А.М., Турутин А.В., Малинкович М.Д., Пархоменко Ю.Н. Влияние контактных явлений на измерение электропроводности восстановленного ниобата лития. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2021; 24(3): 199—210. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-3-199-210

20. Jen S., Bobkowski R. Black lithium niobate SAW device fabrication and performance evaluation. In: Proc. IEEE ultrasonics symposium. October 22–25, 2000 San Juan, PR, USA; 2000. P. 269—273. https://doi.org/10.1109/ultsym.2000.922554

21. Palatnikov M.N., Sandler V.A., Sidorov N.V., Makarova O.V., Manukovskaya D.V. Conditions of application of LiNbO3 based piezoelectric resonators at high temperatures. Physics Letters A. 2020; 384(14): 126289. https://doi.org/10.1016/j. physleta.2020.126289

22. Singh K. Electrical conductivity of non-stoichiometric LiNbO3 single crystals. Ferroelectrics. 2004; 306(1): 79—92. https://doi.org/10.1080/00150190490457348

23. Yatsenko A.V., Pritulenko A.S., Yevdokimov S.V., Sugak D.Y., Syvorotka I.I., Suhak Y.D., Solskii I.M., Vakiv M.M. The influence of annealing in saturated water vapor on LiNbO3 crystals optical and electrical properties. Solid State Phenomena. 2015; 230: 233—237. https://doi. org/10.4028/www.scientific.net/SSP.230.233

24. Ахмадуллин И.Ш., Голенищев-Кутузов В.А., Мигачев С.А., Миронов С.П. Низкотемпературная электропроводность кристаллов ниобата лития конгруэнтного состава. Физика твердого тела. 1998; 40(7): 1307—1309.

25. Schröder M., Haußmann A., Thiessen A., Soergel E., Woike T., Eng L.M. Conducting domain walls in lithium niobate single crystals. Advanced Functional Materials. 2012; 22(18): 3936—3944. https://doi.org/10.1002/adfm.201201174

26. Yatsenko A.V., Yevdokimov S.V., Pritulenko A.S., Sugak D.Y., Solskii I.M. Electrical properties of LiNbO3 crystals reduced in a hydrogen atmosphere. Physics of the Solid State. 2012; 54(11): 2231—2235. https://doi.org/10.1134/S1063783412110339

27. Esin A.A., Akhmatkhanov A.R., Shur V.Y. The electronic conductivity in single crystals of lithium niobate and lithium tantalate family. Ferroelectrics. 2016; 496(1): 102—109. https://doi.org/10.1080/00150193.2016.1157438