A theoretical study of the polarization distribution and mechanical stresses in a ferroelectric ball located in an unlimited dielectric space has been carried out. The ball is covered with a dielectric and air shell. The external electric field far from the ball is assumed to be uniform. The polarization in the ball satisfies the nonlinear Landau-Ginzburg equation, which takes into account the presence of electrostriction. It is also assumed that for a small ball, the effect of local elastic stresses on polarization can be replaced by their homogenized value over the volume of the ball. Under this assumption, the distribution of the stress and the electric field can be obtained both in the ball and outside it. The dependence of the Curie-Weiss temperature on the radius of the ball is derived. The resulting solution is used to simulate the properties of microgranular ceramics. Along with the developed theoretical model, a series of experiments was carried out to measure the temperature dependence dielectric constant and the electrocaloric effect (ECE) for BaTiO$_3$ ceramics synthesized at different temperatures. The change in temperature during ECE was measured by direct methods. The greatest value of the ECE was achieved for ceramics synthesized at 1350℃. The magnitude of the change in temperature with a change in the electric field by 2mV/m was ΔT=0.42K. The observed experimental results demonstrate the possibility of using the theoretical four-phase model of ceramics to predict the dependence of the properties of ceramics on the sintering temperature.
Представлены результаты исследования структуры и динамики решетки тонких пленок мультиферрока BiFcO,. Тонкие пленки BiFcO, были напылены на монокристаллические подложки MgO(OOl) одностадийным методом высокочастотного катодного распыления керамической мишени стехиометрического состава BiFcO, в атмосфере кислорода. Пленки были исследованы методами спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) и дифракции рентгеновских лучей при комнатной температуре. Спектры КРС были получены как в геометрии нормального обратного рассеяния, так и в геометрии обратного рассеяния от торца пленки (side-view backscattering), когда волновые векторы падающего и рассеянного света параллельны оси Y. а поляризация падающего/рассеянного света параллельна оси А либо оси Z. В спектрах КРС пленки выделялись основные линии с частотами 73, 136, 167, 222, 338, 478, 530, 613 см, а также наблюдались небольшие изменения значений данных частот спектральных линий для исследуемой пленки BFO по сравнению с таковыми для объемных монокристаллов, что связано с искажением кристаллической структуры пленки BFO/(001)MgO и отличием ее симметрии от ромбоэдрической. Пленки имеют высокое кристаллическое совершенство и малую дефектность структуры, что проявилось в узких линиях на 0-20- и ф-сканировании. Разориентировки кристаллографических осей пленки и подложки были незначительны и не превышали 0,7°. Установлено, что элементарная ячейка феррита висмута в гетероструктуре BiFcO,/MgO(001) имеет моноклинную симметрию. При этом в пленке присутствует лишь незначительная деформация элементарной ячейки.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.