Details

В данной работе исследована релаксационная динамика монокристалла твердого раствора сегнетоэлектрика-релаксора 0.9Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–0.1Pb(Sc1/2Nb1/2)O3 с ориентацией [110]. Сегнетоэлектрики-релаксоры обладают высокими значениями диэлектрической проницаемости и коэффициентов электрострикции, и активно используются при создании электронной техники. В работе использован метод широкополосной диэлектрической спектроскопии в частотном диапазоне от 0.1 Гц до 10^4 Гц, температурном диапазоне от 200 К до 300 К и во внешних электрических полях напряженностью от 0 до 10 кВ/см. Обработка экспериментальных данных проведена с использованием программного обеспечения «ProFit» путём аппроксимации частотных спектров модельной функцией. На полевых зависимостях диэлектрической проницаемости при 255, 260 и 265 K обнаружен положительный вольт-фарадный эффект. При охлаждении во внешнем электрическом поле и последующем нагреве в отсутствие внешнего электрического поля был обнаружен температурный гистерезис фазового перехода. Определено критическое поле перехода в сегнетоэлектрическую фазу – 3 кВ/см при 230 К. Переход в сегнетоэлектрическое состояние наблюдался при напряженностях поля 6.5 кВ/см при 255 К и 8.75 кВ/см при 260 К. Показано, что при 265 К сегнетоэлектрического состояния не наблюдается в полях до 10 кВ/см. Из аппроксимации частотных спектров выявлено три релаксационных процесса, связанных с переориентацией дипольного момента полярных нанообластей, динамикой их границ и движением стенок сегнетоэлектрических доменов. Показано, что в высокотемпературной области фазовой диаграммы релаксационная динамика 0.9PMN-0.1PSN схожа с динамикой чистого PMN. Выявлено различие поведения релаксационных параметров при пересечении двух типов линий на фазовой E–T диаграмме.

In this work, the relaxation dynamics of a single crystal of a 0.9Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–0.1Pb(Sc1/2Nb1/2)O3 ferroelectric solid solution with orientation [110] is studied. Ferroelectric relaxors have high values of dielectric constant and electrostriction coefficients, and are actively used in the creation of electronic equipment. The work uses the method of broadband dielectric spectroscopy in the frequency range from 0.1 Hz to 10^4 Hz, the temperature range from 200 K to 300 K and in external electric fields with a voltage from 0 to 10 kV/cm. The experimental data was processed using the "ProFit" software by approximating the frequency spectra with a model function. A positive volt-farad effect was found on the field dependences of the dielectric constant at 255, 260, and 265 K. Upon cooling in an external electric field and subsequent heating in the absence of an external electric field, a temperature hysteresis of the phase transition was detected. The critical field of transition to the ferroelectric phase is 3 kV/cm at 230 K. The transition to the ferroelectric state was observed at field strengths of 6.5 kV/cm at 255 K and 8.75 kV/cm at 260 K. It is shown that at 265 K, the ferroelectric state is not observed in fields up to 10 kV/cm. From the approximation of the frequency spectra, three relaxation processes related to the reorientation of the dipole moment of polar nanoobjects, the dynamics of their boundaries, and the movement of the walls of ferroelectric domains have been identified. It is shown that in the high-temperature region of the phase diagram, the relaxation dynamics of 0.9PMN-0.1PSN is similar to the dynamics of pure PMN. The difference in the behavior of relaxation parameters at the intersection of two types of lines in the phase E–T diagram is revealed.