Structural Transformation of Relaxor PbMg1/3Nb2/3O3 under Electric Field Switching

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

One from the most important features of relaxors is the possibility of inducing a stable ferroelectric phase in them by applying an electric field. This induced phase transition has been multiply investigated; in particular, the structural changes during the transition and its kinetics were traced. However, the processes occurring under electric field switching remain little-studied, and the structural transformation during switching generally has not been investigated at all. To fill in this gap, the temporal evolution of the pattern of Bragg and diffuse X-ray scattering in classical relaxor PbMg1/3Nb2/3O3 at T = 175 K during multiple switching of the direction of a dc external field E = ± 6.25 kV/cm has been traced. It is shown that the glasslike state decays and a mixed ferro-glass phase is formed after switched on a field. Switching the field sign leads to a rise of dipole-glass correlations; however, no signs of occurrence of an inhomogeneous state with limited regions of dipole-glass and ferroelectric phases were found. Switching the field to the initial direction causes rapid formation of the ferroelectric phase, without any rise in the dipole-glass correlations. A repeated switching leads to a decrease in the Bragg scattering intensity, related to the long-range order. This effect is presumably due to the occurrence of random weakly correlated ionic displacements, violating the long-range order.

About the authors

S. B. Vakhrushev

Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences, 194021, St. Petersburg, Russia

Email: svakhrushev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Yu. A. Bronwald

Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences, 194021, St. Petersburg, Russia

Email: svakhrushev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

S. A. Udovenko

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, 195251, St. Petersburg, Russia

Email: svakhrushev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

E. Yu. Koroleva

Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences, 194021, St. Petersburg, Russia

Email: svakhrushev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

A. Yu. Molokov

Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences, 194021, St. Petersburg, Russia

Author for correspondence.
Email: svakhrushev@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

References

  1. Cмоленский Г.А., Исупов В.А., Аграновская А.И., Попов С.Н. // ФТТ. 1960. Т. 2. № 11. С. 2906.
  2. Colla E.V., Koroleva E.Y., Okuneva N.M., Vakhrushev S.B. // J. Phys. Condens. Matter. 1992. V. 4. № 13. P. 3671. https://doi.org/10.1088/0953-8984/4/13/026
  3. Burns G., Scott B.A. // Solid State Commun. 1973. V. 13. № 3. P. 423. https://doi.org/10.1016/0038-1098(73)90622-4
  4. Вахрушев С.Б., Квятковский Б.Е., Малышева Р.С. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1987. Т. 51. № 12. С. 2142.
  5. Vakhrushev S.B., Nabereznov A.A., Sinha S.K. // J. Phys. Chem. Solids. 1996. V. 57. № 10. P. 1517. https://doi.org/10.1016/0022-3697(96)00022-4
  6. Ye Z.G., Schmid H. // Ferroelectrics. 1993. V. 145. № 1. P. 83. https://doi.org/10.1080/00150199308222438
  7. Колла Е.В., Вахрушев С.Б., Королева Е.Ю., Окунева Н.М. // ФТТ. 1996. Т. 38. № 7. С. 2183.
  8. Zhao X., Qu W., Tan X. // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. № 10. P. 104106. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.104106
  9. Colla E.V., Koroleva E.Y. Okuneva N.M., Vakhrushev S.B. // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 74. № 9. P. 1681. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.74.1681
  10. Vakhrushev S.B., Kvyatkovsky B.E., Naberezhnov A.A. // Ferroelectrics. 1989. V. 90. № 1. P. 173. https://doi.org/10.1080/00150198908211287
  11. Stock C., Xu G., Gehring P.M. // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. № 6. P. 064122. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.064122
  12. Vakhrushev S.B., Kiat J.M., Dkhil B. // Solid State Commun. 1997. V. 103. № 8. P. 477. https://doi.org/10.1016/S0038-1098(97)00222-6
  13. Вакуленко А.Ф., Вахрушев С.Б., Королева Е.Ю. // ФТТ. 2020. Т. 62. № 10. С. 1670.
  14. Удовенко С.А., Чернышов Д.Ю., Андроникова Д.А. // ФТТ. 2018. Т. 60. № 5. С. 960.
  15. Rigaku O.D. // Rigaku Oxford Diffraction Ltd. 2015, Yarnton, Oxfordshire, England.
  16. Xu G., Zhong Z., Bing Y. // Nat. Mater. 2006. V. 5. № 2. P. 134. https://doi.org/10.1038/nmat1560
  17. Кривоглаз М.А. Диффузное рассеяние рентгеновских лучей и нейтронов на флуктуационных неоднородностях в неидеальных кристаллах. Киев: Наук. думка, 1984. 287 с.
  18. Glinchuk M.D., Farhi R. // J. Phys. Condens. Matter. 1996. V. 8. № 37. P. 6985. https://doi.org/10.1088/0953-8984/8/37/019
  19. Glinchuk M.D., Eliseev E.A., Stephanovich V.A., Hilczer B. // Ferroelectrics. 2001. V. 254. № 1. P. 13. https://doi.org/10.1080/00150190108214983
  20. Bokov A.A., Ye Z.G. // Reentrant phenomena in relaxors. Nanoscale Ferroelectrics and Multiferroics: Key Processing and Characterization Issues, and Nanoscale Effects, 2016. P. 729. https://doi.org/10.1002/9781118935743.ch23
  21. Chao L.K., Colla E.V., Weissman M.B. // Phys. Rev. B. 2006. V. 74. № 1. P. 014105. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.014105
  22. Dupuis V., Vincent E., Alba M., Hammann J. // Eur. Phys. J. B. 2006. V. 29. P. 19. https://doi.org/10.1140/epjb/e2002-00257-y

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)
3.

Download (554KB)
4.

Download (179KB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».