Влияние токопроводящих покрытий и схем измерения на температурные зависимости токов в кристаллах α-LiIO3

Исследованы особенности протекания токов в образцах полярных срезов модельного кристалла α-LiIO₃ с различными материалами токопроводящих покрытий при использовании различных схем измерения под действием внешнего электрического поля. В качестве материалов токопроводящих покрытий выбраны индий (In) и серебро (Ag). Для индиевых токопроводящих покрытий использовали индиевую фольгу, а для серебряных токопроводящих покрытий на кристалл наносили серебряную пасту. Измерения проводились в температурном диапазоне от 20 до 210 °С при линейном нагреве со скоростью не более 3 К/мин с приложением постоянного электрического поля 100 В на аппаратном комплексе «СКИП» со специализированным программным обеспечением «ИТКЗ-1.0», разработанным в аккредитованной Межкафедральной учебно-испытательной лаборатории полупроводниковых материалов и диэлектриков «Монокристаллы и заготовки на их основе» (МУИЛ ППМиД) НИТУ МИСИС. Исследуемые образцы предварительно не подвергались каким-либо стимулирующим внешним воздействиями. Получены графики температурных зависимостей токов в образцах с различными материалами токопроводящих покрытий и при использовании различных схем измерений. Установлено влияние материала токопроводящих покрытий, а также полярности установки образца в кристаллодержателе на величину и направление протекания токов. В образцах с токопроводящими In-покрытиями воздействие внешнего поля усиливает токи, возникающие в кристалле, а в образцах с токопроводящими Ag-покрытиями воздействие поля ослабляет их величины. Во время нагрева и охлаждения токи неоднократно меняют свое направление. Полученные результаты демонстрируют сложный характер взаимодействия между материалами токопроводящих покрытий с поверхностями образцов при приложении электрического поля и повышении температуры.

1. Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики. М.: Техносфера; 2006. 632 с.

2. Кэди У. Пьезоэлектричество и его практические применения. М.: Изд-во иностр. лит.; 1949. 719 с.

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

4. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники. СПб.: Лань; 2001. 366 с.

5. Нагаенко А.В. Пьезоэлектрические преобразователи. Таганрог: Изд-во Фонд науки и образования; 2021. 104 с.

6. 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 вузов. Материалы электрон. техники. 2021; 24(3): 199—210. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-3-199-210

7. Anfimov I.M., Buzanov O.A., Kozlova A.P., Kozlova N.S., Zabelina E.V. Impedance spectroscopy study of lanthanum-gallium tantalite single crystals grown under different conditions. Modern Electronic Materials. 2019; 5(2): 41—49 https://doi.org/10.3897/j.moem.5.2.47082

8. 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

9. Йовчева Т.А. Влияние переноса заряда на деградации кристалла α-LiIO3. Автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук. М.; 1992. 21 с.

10. Блистанов А.А., Гераськин В.В., Козлова Н.С. Явление электрохимического разложения полярных диэлектрических кристаллов (Диплом № 216). Научные открытия (сборник кратких описаний научных открытий, вып. 2). М.; 2002.

11. Умылин В.Е., Козлова Н.С., Забелина Е.В., Корчагин А.В., Петраков В.С. Зависимость токов короткого замыкания от температуры в кристаллах α-LiIO3. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2025; 28(1): 25—33. https://doi.org/10.17073/1609-3577j.met202503.639

12. 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 высших учебных заведений. Цветная металлургия. 1996; 4: 66—71.

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

14. 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

15. Поплавко Ю.М. Физика диэлектриков. Вища школа. Головное издательство; 1980. 400 с.

16. Блистанов А.А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики. М.: МИСИС; 2000. 432 с.

17. Портнов О.Г. Технология объемных монокристаллов полупроводников и диэлектриков. Выращивание технологичных монокристаллов иодата лития для устройств нелинейной оптики. М.: МИСИС; 2015. 142 с.

18. Авдиенко К.И., Архипов С.М., Богданов С.В. Иодат лития: Выращивание кристаллов, их свойства и применение. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение; 1980. 144 с.

19. 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

20. Переломова Н.В., Тагиева М.М. Кристаллофизика. Сборник задач с решениями. М.: Издательский дом МИСиС; 2013. 408 с.

21. 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.

22. Trnovcová V., Hanic F., Šrámková T., Škubla A. Martensitic α↔ γ phase transition and ionic conductivity in «pure» and doped LiIO3 single crystals. Materials Science Forum. 2005; 480-481: 405—410. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.480-481.405

23. Mugnier Y., Galez C., Crettez J.M., Bourson P., Bouillot J. Relaxation phenomena in lithium iodate crystals. Ferroelectrics. 2001; 257(1): 141—146. https://doi.org/10.1080/00150190108016293

24. Сорокин Н.И., Шалдин Ю.В. Термостимулированная релаксация заряда в суперионном проводнике α-LiIO3. Физика твердого тела. 2017; 59(9): 1691—1694. https://doi.org/10.21883/FTT.2017.09.44838.446

25. Блистанов А.А., Бондаренко В.С., Переломова Н.В., Стрижевская Ф.Н., Чкалова В.В., Шаскольская М.П. Акустические кристаллы: справочник. М.: Наука; 1982. 632 с.