Определение энергий активации процессов, протекающих в сегнетоэлектриках в окрестности температурных фазовых переходов, а также при их переполяризации электрическим полем как новый метод исследования особенностей электрон-фононного взаимодействия в окрестности фазового перехода и условий устойчивости сегнетоэлектрической доменной структуры к внешним воздействиям.

Наименование РИД	Определение энергий активации процессов, протекающих в сегнетоэлектриках в окрестности температурных фазовых переходов, а также при их переполяризации электрическим полем как новый метод исследования особенностей электрон-фононного взаимодействия в окрестности фазового перехода и условий устойчивости сегнетоэлектрической доменной структуры к внешним воздействиям.
Реферат	В качестве нового метода исследования особенностей электрон-фононного взаимодействия в окрестности фазового перехода и условий устойчивости сегнетоэлектрической доменной структуры к внешним воздействиям предложены методы определения энергий активации процессов, протекающих в сегнетоэлектриках в окрестности температурных фазовых переходов, а также при их переполяризации электрическим полем. В качестве экспериментальных образцов использованы сегнетоэлектрики со структурой перовскита в виде керамик, пленок, сверхрешеток, а также твердые растворы на их основе. Так, исследование температурной зависимости скачка теплоемкости сегнетоэлектрика титаната бария BaTiO3 в окрестности фазового перехода позволило установить наличие двух активационных процессов при приближении к температуре Кюри в сегнетоэлектрической фазе с различными энергиями активации U. Первый обусловлен движением кислородных вакансий (U1 = 0.99 эВ). Второй начинается при критической температуре, что на 5 К ниже температуры Кюри и связан с электрон-фононным взаимодействием при наличии электронного орбитального вырождения и смешивания электронных зон 2p-состояний кислорода O с d-состояниями титана Ti (U2 = 2.46 эВ). Активационный процесс в параэлектрической фазе (U3 = 2.87 эВ) связывается с релаксаций структуры после изменения симметрии кристаллической решетки. На основе этого получены значения энтальпии этих процессов ΔH, а также энергия смещения иона Ti относительно иона Ba как функция искажения мягкой моды в BaTiO3 с различной степенью тетрагональности. Эти результаты обсуждаются в рамках вибронной теории сегнетоэлектричества, учитывающей эффект (или псевдо-эффект) Яна-Теллера. Кроме этого, анализ температурной зависимости теплоемкости мультиферроика манганита иттрия YMnO3 в окрестности фазового перехода позволил определить скачок теплоемкости ΔC, обусловленный фазовым переходом. Это показало наличие критической температуры, которая ниже температуры Нееля. На трех выделенных участках зависимость ΔC(T) можно аппроксимировать экспоненциальным уравнением, что свидетельствует об активационной природе этих процессов. Это позволило определить энергии активации U и энтальпии ΔH этих процессов для YMnO3: U1 = 0.018 эВ, U2 = 0.042 эВ, U3 = 0.052 эВ, ΔH1 = 72 Дж/моль, ΔH2 = 62 Дж/моль, ΔH3 = 74 Дж/моль. Также при исследовании температурной зависимости диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрической керамики BaTiO3 в окрестности фазового перехода, измеренной при различных частотах электрического поля, методом активационного анализа определены энергии активационных процессов в сегнетоэлектрическом (2.07 эВ) и параэлектрическом (0.48 эВ) состояниях. Установлено снижение диэлектрической проницаемости в точке Кюри с ростом частоты электрического поля по логарифмическому закону, а также впервые определена энергия активации релаксационного процесса в параэлектрическом состоянии BaTiO3 (0.21 эВ). Для сегнетоэлектрических материалов со структурой перовскита кислородно-октаэдрического типа (сверхрешетка BaZrO3/BaTiO3, пленка Pb(Zr0.3Ti0.7)O3, керамика Pb0.88Ba0.06Sr0.06(Mg1/3Nb2/3)0.37Zr0.375Ti0.255O3) из анализа петель сегнетоэлектрического гистерезиса P(E) определены температурные зависимости критической энергии (W = P·E) взаимодействия сегнетоэлектрических доменов с внешним электрическим полем, необходимой для необратимого изменения доменной структуры сегнетоэлектрика. Обосновано предположение, что энергия Wmax имеет смысл энергии активации доменной структуры сегнетоэлектрика при переключении поляризации электрическим полем, необходимой для необратимого изменения его доменной структуры. Установлено, что критическая энергия Wmax снижается по линейному закону с ростом температуры в широком интервале температур, лежащем ниже точки Кюри. Полученные результаты имеют научную и практическую ценность, т. к. позволяют определять условия устойчивости доменной структуры сегнетоэлектрика к внешним воздействиям и расширяют возможности применения метода Сойера–Тауэра для определения энергий активации необратимого изменения доменной сегнетоэлектрической структуры.
Возможные направления использования	Результаты исследования могут быть полезными и использованы как при проведении фундаментальных исследований в области физики фазовых переходов в функциональных материалах, так и при их примении в составе устройств функциональной электроники, датчиков и актуаторов, работающих в особых условиях внешнего воздействия (температурного, электрического).
Количество опытных образцов	5
Количество просмотров	4
Наличие дополнительных файлов	True
Использование РИД правообладателем	False
Внешнее использование РИД	False
НИОКТР (JSON)	{}
ИКСИ (JSON)	[]
ИКСПО (JSON)	[]
ОЭСР (JSON)	[]
Дата первого статуса	2025-10-20T10:12:04.287536+00:00
Предполагаемый тип результата	Объект авторского права
Ожидаемая роль	Исполнитель
Заказчик	МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Руководитель работы	Кузенко Данил Владимирович
Руководитель организации	Дедовец Игорь Граниевич
Регистрационный номер НИОКТР	123121500051-7
Последний статус	Подтверждена, 625110700058-1, 2025-11-07 07:48:53 UTC
ОКПД	Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии
Ключевые слова	диэлектрическая проницаемость; сегнетоэлектрик; мультиферроик; теплоемкость; титанат бария; манганит иттрия; цирконат-титанат свинца; цирконат бария; сегнетоэлектрический гистерезис; доменная структура
Исполнители	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ "РЕАКТИВЭЛЕКТРОН"
Авторы	Кузенко Данил Владимирович
Коды тематических рубрик	29.19.15 - Фазовые равновесия и фазовые переходы; 29.19.35 - Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики
OESR	Физика конденсированного состояния (включая физику твердого тела, сверхпроводимость)
Приоритеты научно-технического развития	а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;