Сегнетоэластики

План лекции

СЕГНЕТОЭЛАСТИКИ, ЭЛЕКТРЕТЫ И ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ

ЛЕКЦИЯ 2.12

Вопросы для самопроверки

1. Что такое пьезоэффект и чем он обусловлен?

2. Прямой и обратный пьезоэффект.

3. Что такое пьезомодуль?

4. Материалы пьезоэлектриков

5. Применение пьезоэлектриков

6. Устройство пьезотрансформаторов.

7. Что такое пироэлектрический эффект?

8. Материалы пироэлектриков

9. Доменная структура пироэлектрика

10. Применение пироэлектриков

ТЕМА 2.5. Активные диэлектрики и элементы функциональной электроники

1. Сегнетоэластики

2. Электреты

3. Жидкие кристаллы

Литература [1-3, 5, 26-29 ]

При охлаждении до точки Кюри Т_С некоторые сегнетоэлектрики преходит из параэластической фазы в сегнетоэластическую в механически свободном состоянии. То есть, при отсутствии внешних механических напряжений сегнетоэластик разбивается на сегнетоэластические домены таким образом, чтобы суммарная деформация образца с учетом ее знаков в каждом домене равнялась нулю.

Разбиение кристалла на домены при этом соответствует минимуму упругой энергии кристалла. Схематически это изображено на рис. 2.12.1.

Домены — это области сегнетоэластика с постоянным значением спонтанной деформации, различающиеся направлением спонтанной деформации.

Основные типы устройств на основе сегнетоэластиков можно разделить на три класса: оптические, акустоэлектронные и электромеханические. На рис 2.12.2.а Изображен оптический затвор, основанный на эффекте: оптические индикатрисы в соседних доменах обязательно разориентированы. Это значит, что переключение кристалла из

Рис. 2.12.1. Схематическое изображение возникнове­ния (а, б) и перестройки {б-в; б-г) доменной струк­туры в сегнетоэластическом кристалле

одного ориентационного состояния в другое приводит к изменению соответствующих оптических свойств.

На рис 2.12.2.б изображен сканатор, который использует оптическую активность кристаллов, то есть способность кристалла поворачивать на некоторый угол плоскость поляризации света, и основан на особом свойстве доменных границ: при распространении поляризованного света вдоль доменной границы не происходит вращения плоскости поляризации света. Из рис. 2.12.3 нетрудно убедиться в том, что, несмотря на разную природу явлений в этих кристаллах, их объединяет одинаковое поведение основных характерных свойств: магнитных (а), электрических (б) и механических (в).

Рис. 2.12.2. а - оптический затвор: 1 - пластина сегнетоэластика, 2 - поляризатор, 3 - анализатор, 4 - чет­вертьволновая пластина; Uупр - управляющее элект­рическое напряжение;

б - оптический сканатор: 1 - прозрачные электроды для управляющего на­пряжения, 2 - полуволновая пластина сегнетоэлас-тика, 3 - доменная стенка, 4 - поляризатор, 5 - ана­лизатор, 6 - линза, 7 – экран

Рис 2.12.3. Температурные зависимости спонтанной намагниченности Мсп, поляризации Рсп и деформации, обратных значений магнитной проницаемости, диэлектрической прони­цаемости и упругой податливости s, а также петли гистерезиса М(Н), Р(Е) для ферромагнетика (а), сегнетоэлектрика (б) и сегнетоэластика (в).

Дата добавления: 2014-01-20