Издателям
Вышедшие номера
Механизм фазового превращения пирохлорной фазы в перовскитовую в пленках цирконата-титаната свинца на кремниевых подложках
Кукушкин С.А.1, Тентилова И.Ю.1, Пронин И.П.2
1Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: tentilova@gmail.com
Поступила в редакцию: 5 июля 2011 г.
Выставление онлайн: 18 февраля 2012 г.

Экспериментально и теоретически изучен процесс фазового превращения из пирохлорной фазы в перовскитовую в сегнетоэлектрических пленках цирконата-титаната свинца (ЦТС) на кремниевых подложках при отжиге. Доказано, что данное превращение является типичным фазовым переходом первого рода, при котором происходит изменение плотностей фаз и выделение скрытой теплоты фазового перехода. Количественные оценки показали, что различие в плотностях двух фаз, а именно фазы перовскита и исходной материнской фазы пирохлора, приводит к возникновению в исходной материнской фазе упругих напряжений. Эти напряжения приводят к зарождению микропор в объеме пленки ЦТС. Найдены термодинамические условия образования микропор и вычислен их критический размер. Получено характерное соотношение между критическим размером зародыша перовскитовой фазы и радиусом микропоры, при котором происходит отслоение фазы перовскита от материнской фазы пирохлора. Данное соотношение проверено экспериментально. Размеры микропор определялись методом растровой электронной микроскопии, а изменение фазового состава при превращении находилось при помощи рентгеновского микроанализа. Теоретически и экспериментально доказано, что релаксация упругих напряжений в тонких пленках ЦТС при фазовом переходе происходит за счет зарождения и роста микропор на границе раздела новой и старой фаз. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты N 11-02-00609, 09-03-00596, 11-02-00496, Офи-11-02-12154-м), программ президиума РАН N 27 "Основы фундаментальных исследований нанотехнологий и наноматериалов", "Фундаментальные проблемы механики взаимодействия в технических и природных системах, материалах и средах" и программы "Трибологические и прочностные свойства структурированных материалов и поверхностных слоев".
  • C.K. Kwok, S.B. Desu. J. Mater. Res. 7, 1728 (1994)
  • В.Н. Децик, Е.Ю. Каптелов, С.А. Кукушкин, А.В. Осипов, И.П. Пронин. ФТТ 39, 121 (1997)
  • И.П. Пронин, Е.Ю. Каптелов, С.В. Сенкевич, В.А. Климов, Н.В. Зайцева, Т.А. Шаплыгина, В.П. Пронин, С.А. Кукушкин. ФТТ 52, 124 (2010)
  • И.Ю. Тентилова, С.А. Кукушкин, Е.Ю. Каптелов, И.П. Пронин, В.Л. Уголков. Письма в ЖТФ 37, 4, 37 (2011)
  • N.F. Mott, F.R.N. Nabarro. Proc. Phys. Soc. 52, 86 (1940)
  • М.И. Захарова, Н.Ф. Лашко. Изв. АН СССР. ОТН 7, 1015 (1946)
  • С.А. Кукушкин. Успехи механики 2, 24 (2003)
  • В.В. Зуев, Л.Н. Поцелуева, Ю.Д. Гончаров. Кристаллоэнергетика как основа оценки свойств твердотельных материалов. СПб (2006). 139 с
  • А.И. Ефимов. Свойства неорганических соединений. Химия, Л. (1983). 393 с
  • Я.Е. Гегузин. Диффузионная зона. Наука, М. (1979). 343 с
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.