Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2021, выпуск 3 » Статья стр. 385
<<<>>>
Квантовая теория пьезоэлектрического эффекта в редкоземельных ферроборатах
DOI: 10.21883/FTT.2021.03.50592.241
Переводная версия: 10.1134/S1063783421030136
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 18-02-00994
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 19-52-80024
Попов А.И.1, Плохов Д.И.2,3, Звездин А.К.2
1Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники", Москва, Зеленоград, Россия
2Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
3Российский университет дружбы народов, Москва, Россия
Email: dmitry.plokhov@gmail.com
Поступила в редакцию: 19 ноября 2020 г.
В окончательной редакции: 19 ноября 2020 г.
Принята к печати: 20 ноября 2020 г.
Выставление онлайн: 12 декабря 2020 г.
PDF версия
Развита квантовая теория пьезоэлектрического эффекта в редкоземельных ферроборатах. Установлено, что за возникновение эффекта отвечают преимущественно одноионные механизмы: при наличии механических напряжений в кристалле индуцируются дипольные электрические моменты непосредственно в электронных 4f-оболочках редкоземельных ионов, что приводит к поляризации кристалла. Количественно эффект рассмотрен на примере ферроборатов неодима и самария, в частности, в интервале от 0 до 300 K получены температурные зависимости пьезоэлектрических модулей. Дополнительно показано, что при температурах ниже точки Нееля при деформации кристалла в магнитном поле также возможно возникновение поляризованности кристалла вдоль кристаллографической оси c. Рассчитаны температурные, полевые и ориентационные зависимости магнитоиндуцированных пьезомодулей. Ключевые слова: пьезоэлектрический эффект, ферробораты, редкоземельные ионы, кристаллическое поле.
  1. J. Curie, P. Curie. Bull. Soc. Minerolog. France 3, 90 (1880)
  2. G. Lippman. Ann. Chem. Phys. 24, 145 (1881)
  3. J. Curie, P. Curie. Compt. Rendus 93, 1137 (1881)
  4. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Электродинамика сплошных сред. Физматлит, М. (2005). 656 с
  5. В.А. Головнин, И.А. Каплунов, О.В. Малышкина, Б.Б. Педько, А.А. Мовчикова. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов. Техносфера, М. (2013). 273 с
  6. https://www.acmite.com/market-reports/materials/global-piezoelectric-device-market.html
  7. S.J. Rupitsch. Piezoelectric sensors and actuators: fundamentals and applications. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2019). 559 p
  8. Piezoelectric transducers and applications / Ed. A.A. Vives. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2008). 532 p
  9. S.N. Shevtsov, A.N. Soloviev, I.A. Parinov, A.V. Cherpakov, V.A. Chebanenko. Piezoelectric actuators and generators for energy harvesting: research and development. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2018). 182 p
  10. V. Lavrinenko, I. Lavrinenko. Piezoelectric motors: the basic theory, principles of design and realization. Lambert Academic Publishing, Riga (2016). 220 p
  11. B. Voigtlaender. Scanning probe microscopy: atomic force microscopy and scanning tunneling microscopy. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2015). 382 p
  12. K.M. Rabe, P. Ghosez. Topics Appl. Phys. 105, 117 (2007)
  13. A.P. Aslla-Quispe, R.H. Miwa, J.D.S. Guerra. Ferroelectrics 535, 65 (2018)
  14. G. Saghi-Szabo, R.E. Cohen, H. Krakauer. Phys. Rev. B 59, 12771 (1999)
  15. Directive 2002/95/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January 2003 on the restriction of the use of certain hazardous substances in electronic equipment. Official J. Eur. Union 37, 19 (2003)
  16. А.К. Звездин, С.С. Кротов, А.М. Кадомцева, Г.П. Воробьев, Ю.Ф. Попов, А.П. Пятаков, Л.Н. Безматерных, Е.Н. Попова. Письма в ЖЭТФ 81, 6, 335 (2005). [A.K. Zvezdin, S.S. Krotov, A.M. Kadomtseva, G.P. Vorobev, Yu.F. Popov, A.P. Pyatakov, L.N. Bezmaternykh, E.A. Popova. JETP. Lett. 81, 272 (2005).]
  17. А.М. Кадомцева, Ю.Ф. Попов, Г.П. Воробьёв, А.П. Пятаков, С.С. Кротов, К.И. Камилов, В.Ю. Иванов, А.А. Мухин, А.К. Звездин, А.М. Кузьменко, Л.Н. Безматерных, И.А. Гудим, В.Л. Темеров. Физика низких температур 36, 6, 640 (2010). [A.M. Kadomtseva, Yu.F. Popov, G.P. Vorobev, A.P. Pyatakov, S.S. Krotov, K.I.A. Gudim, V.L. Temerov. Low Temp. Phys. 36, 511 (2010).]
  18. A.M. Kadomtseva, Yu.F. Popov, G.P. Vorobev, N.V. Kostyuchenko, A.I. Popov, A.A. Mukhin, V.Yu. Ivanov, L.N. Bezmaternykh, I.A. Gudim, V.L. Temerov, A.P. Pyatakov, A.K. Zvezdin. Phys. Rev. B 89, 014418 (2014)
  19. В.Ю. Иванов, А.М. Кузьменко, А.А. Мухин. Письма в ЖЭТФ 105, 7, 430 (2017). [V.Y. Ivanov, A.M. Kuzmenko, A.A. Mukhin. JETP Lett. 105, 435 (2017).]
  20. A.I. Popov, D.I. Plokhov, A.K. Zvezdin. Phys. Rev. B 87, 024413 (2013)
  21. M.N. Popova, E.P. Chukalina, T.N. Stanislavchuk, B.Z. Malkin, A.R. Zakirov, E. Antic-Fidancev, E.A. Popova, L.N. Bezmaternykh, V.L. Temerov. Phys. Rev. B 75, 224435 (2007)
  22. M.N. Popova, T.N. Stanislavchuk, B.Z. Malkin, L.N. Bezmaternykh. Phys. Rev. B 80, 195101 (2009)
  23. Н.Ф. Ведерников, А.К. Звездин, Р.З. Левитин, А.И. Попов. ЖЭТФ 93, 6, 2161 (1987)
  24. Т.Н. Гайдамак, И.А. Гудим, Г.А. Звягина, И.В. Билыч, Н.Г. Бурма, К.Р. Жеков, В.Д. Филь. Физика низких температур 41, 8, 792 (2015)
  25. T.N. Gaydamak, I.A. Gudim, G.A. Zvyagina, I.V. Bilych, N.G. Burma, K.R. Zhekov, V.D. Fil. Phys. Rev. B 92, 214428 (2015)
  26. А.К. Звездин, Г.П. Воробьёв, Ю.Ф. Попов, А.П. Пятаков, Л.Н. Безматерных, А.В. Кувардин, Е.А. Попова. Письма в ЖЭТФ 83, 11, 600 (2006).

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme