73885

Фізична природа власної полярності кристалів

Доклад

Физика

Природа спонтанної поляризації піроелекrpиків (і, тим більше, власної полярності пєзоелекrpиків) не зводиться тільки до зсувів іонних пiдгpаток, але має бути врахована конфіrypація структури кристала.

Украинкский

2014-12-21

40 KB

0 чел.

26. Фізична природа власної полярності кристалів

Природа спонтанної поляризації піроелекrpиків (і, тим більше, власної полярності п'єзоелекrpиків) не зводиться тільки до зсувів іонних пiдгpаток, але має бути врахована конфіrypація структури кристала. Наприклад, вуглець кристалізуєтьcя в структурі алмазу. Крім найпоширенішої в природі кубічної (центpocиметричної) структури алмазу, кристалічний вуглець може іноді мати й піроелектpичну модифікацію. Особливості розподілу електронної щільності в кристалі істотньо впливають на симетрію кристалічних фаток. У зв'язку з цим відзначимо, що навіть прості за хімічним складом кристали хімічних елементів: селен Se і телур Те мають досить складну кристалічну структуру, - вони належать до п'єзоелектpиків типy кварцу (клас симетрії 32). Власну полярність згаданих одноатомних кристалів, мабуть, зумовлено симетрією електронної структури.

У зв'язку з розглядом уявлень про латентну (приховану) полярність важливо відзначити тісне споріднення фізичних механізмів піроелектриків і п'єзоелектриків.  

3в'язок між піроелектрикою і п'єзоелектрикою випливає із електрично індукованих ефектів: прикладене іззовні електричне поле  у будь-якому твердому діелектрику індукує полярну вісь (і піро електричні властивості). Очевидно, що з появою полярної осі центр симетрії зникає, при цьому штучно отримана «піроелектрика» супроводжується п'єзоефектом. Отже, у разі електричного зсуву (індукованої поляризації) виникають одночасно як піроефект, так і п'єзоефект. Важливо відзначити, що прикладеним іззовні електричним зсувом ці ефекти неможливо одержати роздільно - вони з'являються разом. Зв'язок обох ефектів у цьому разі очевидний. Прояв індукованих електричним зсувом ефектів залежить від величини діелектричної проникності.

Латентна полярність виявляється в нецентросиметричних кристалах. Наприклад, у п'єзоелектриках (як і в піроелектриках) спостерігається уніполярність хімічних властивостей. Так, у кристалах кварцу хімічне травлення відбувається набагато інтенсивніше у «додатному» напрямі полярно-нейтральної осі Х порівняно з травленням у «від'ємному» напрямі тієї ж осі. Через це «фігури травлення» на «+» і «-» поверхнях Х-зрізів кварцу значно розрізняються. Так само і в кубічному кристалі арсеніду галію хімічні властивості двох протилежних поверхонь (111 )-зрізу кристала сильно відрізняються одна від одної.

Латентна полярність впливає не тільки на хімічні властивості поверхні п'єзоелектриків, але й виявляється в ЇХ об'ємних властивостях: відомо, що в додатному і від'ємному напрямах полярно-нейтральних осей п'єзоелектриКЇв (наприклад, кварцу) розрізняються механічні властивості (наприклад, міцність, твердість).

Отже, подібність фізичних властивостей полярних кристалів різних класів симетрії очевидна. Власні електричні моменти в них характеризуються різними мультиполями, які можна подати для кожного класу симетрії певним набором мультиполів. У піроелектриках домінує дипольний мотив структури. їх секступоль можна подати як полярнонейтральне об'єднання трьох диполів, а октуполь - як суму трьох секступолей. у разі «істинних» п'єзоелектриків їх внутрішня полярність скомпенсована, але внявлятись вона може за певних граничних умов, спотворюючи форму секступолів й октуполів. Певне спотворення мультиполів призводить до «виділення» з них дипольного моменту - тобто вектора «спонтанної» поляризації. П'єзоелектрик перетворюється в «штучно створений піроелектрик.

  1.  Механічні властивості діелектриків

 

За своїми механічнимu властивостями кристалічні діелектрики вирізняються більшою крихкістю і твердістю, тоді, як метали більш пластичні й пружні. Це зумовлено впливом вільних електронів на властивості металів, що кристалізуються в прості, щільно упаковані гpатки, де переважною силою взаємодії є металевий зв'язок (інші види електричного зв'язку між атомами екрануються вільними електронами). у діелектриках, навпаки, часто утворюються складні багатоатомні структури з різними за фізичною природою взаємодіями структурних елементів.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64316. ВИЗНАЧЕННЯ НАДІЙНОСТІ БУДІВЕЛЬ ПІДВИЩЕНОГО РІВНЯ ВІДПОВІДАЛЬНОСТІ З УРАХУВАННЯМ ФАКТОРІВ РИЗИКУ 3.03 MB
  Зростання рівня аварійності будівель та споруд внаслідок дії різноманітних невизначених факторів які непередбачені нормами проектування або невраховані проектними рішеннями що проявляються в реальних умовах експлуатації обєкта актуалізує питання удосконалення...
64317. ПОЛІПШЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ КОЛІСНИХ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ КАТЕГОРІЇ М2 379 KB
  Це колісні транспортні засоби КТЗ категорії М2. Недостатній аналіз функціональної придатності КТЗ категорії М2 за умов експлуатаційної ефективності ускладнює їх вибір стримує досягнення оптимальних показників техніко експлуатаційних властивостей.
64318. УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДОЛОГІЧНОГО ПІДХОДУ ДО ОЦІНКИ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ПРОФІЛІВ ЗАЛІЗНИЧНИХ КОЛІС 865 KB
  Наприкінці попереднього сторіччя з ряду причин темпи зношування коліс бандажів досягли наднормативних значень. У ремонт на обточування коліс бандажів стали направляти рухомий склад не у звязку з передбаченим розрахунком прокатом поверхні кочення а у звязку зі зношуванням гребенів.
64319. СИНТЕЗ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ОБРОБКОЮ ДЕРЕВИНИ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ СТРУКТУРНОЇ ІДЕНТИФІКАЦІЇ СТРІЧКОПИЛКОВОГО ВЕРСТАТА 270.5 KB
  В умовах значної зміни фізико-механічних властивостей деревини ріжучої здатності інструменту та стану технологічного обладнання точність підтримання заданого режиму різання та енерговитрати на отримання пиломатеріалів визначаються...
64320. КОМПЛЕКСНА ОЦІНКА ЯКОСТІ НАТУРАЛЬНИХ ШКІР ДЛЯ ВЕРХУ ВЗУТТЯ 186 KB
  У звязку з тим що якість є одним з найголовніших показників конкурентоспроможності комплексний підхід до оцінки якості шкір для верху взуття є актуальним завданням для шкіряних та взуттєвих підприємств України.
64321. ПОЛІПШЕННЯ ГАЛЬМІВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК РУХОМОГО СКЛАДУ ЗАЛІЗНИЦЬ ЗА РАХУНОК ПРИМУСОВОГО ОХОЛОДЖЕННЯ РОБОЧИХ ЕЛЕМЕНТІВ ДИСКОВОГО ГАЛЬМА 1.29 MB
  Зростання швидкості руху потягів на залізниці призвело до загострення проблеми гальмування рухомого складу що пояснюється значним збільшенням кінетичної енергії яка при гальмуванні впливає на підвищення температури фрикційних елементів гальма.
64322. ПЕРЕТРАВНІСТЬ КОРМУ, ОБМІН РЕЧОВИН І ПРОДУКТИВНІ ЯКОСТІ МОЛОДНЯКУ МЯСНИХ КАЧОК ЗА РІЗНИХ РІВНІВ ЕНЕРГІЇ, ПРОТЕЇНУ ТА ЛІЗИНУ В КОМБІКОРМАХ 234.5 KB
  Продуктивність сільськогосподарської птиці та якість одержуваної продукції значною мірою визначаються рівнем обмінної енергії і протеїну в комбікормах. Досягають високої продуктивності качок за рахунок достатньої кількості протеїну в комбікормах...
64323. УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ КОРЕКЦІЇ В ІНТЕГРОВАНІЙ НАВІГАЦІЙНІЙ СИСТЕМІ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ 967 KB
  Проблемі спостережуваності інструментальних похибок ІП гіроскопів ГС й акселерометрів АК приділяється значна увага в спеціальній літературі. Особисто здобувачем який був співвиконавцем робіт у межах зазначених тем було поставлено і вирішено задачу виставки безплатформної...
64324. Оптимізація владно-управлінських відносин в умовах реформування політичної системи в Україні 164 KB
  Актуальність теми дисертаційного дослідження зумовлена потребою комплексного аналізу та пошуку механізмів вирішення однієї з важливих проблем вітчизняної теорії й практики державного управління – оптимізації та раціоналізації системи...