Том 87, № 9 (2023)

В рамках феноменологических теорий проанализированы особенности поведения температуры фазового перехода в наноразмерных ферроиках. Показано, что в случае переходов второго рода как в соразмерную, так и в несоразмерную фазу критическая температура может существенно изменяться в зависимости от характерных размеров образца и свойств поверхности. Установлено, что в материалах с фазовым переходом первого рода размерные эффекты оказывают значительное влияние на процесс зародышеобразования, приводя к смещению температуры перехода или даже к изменению типа фазового перехода.

Показано, что треугольное ферримагнитное упорядочение типа Яфета–Киттеля в шпинелях AB₂X₄, при котором спины подрешетки A разбиваются на две неколлинеарные субподрешетки, приводит к возникновению электрической поляризации, а кристалл становится мультиферроиком. Предложенный механизм проиллюстрирован расчетом магнитных и магнитоэлектрических свойств MnCr₂S₄ с учетом одноионной анизотропии.

Методом твердофазного синтеза и спекания по обычной керамической технологии получены беспримесные твердые растворы системы (1 – х)BiFeO₃–x/2PbFe_1/2Nb_1/2O₃–x/2PbFe_2/3W_1/3O₃ с 0.05 ≤ х ≤ 0.50. В интервале 0.25 < х < 0.35 обнаружен морфотропный фазовый переход из ромбоэдрической фазы в кубическую. Показано различие в симметрии материала при “масштабировании” (увеличении массы синтезированного продукта). Установлено влияние PbFe_1/2Nb_1/2O₃ и PbFe_2/3W_1/3O₃ на характер формирования зеренной структуры.

Изучены свойства структуры сверхпроводящего спинового клапана СоО_x/Fe1/Аl/Fe2/Аl/Pb на коммерческой сегнетоэлектрической подложке из ниобата свинца и магния и титаната свинца ([Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃]_{1 – x}–[PbTiO₃]_x, где x = 0.29–0.31) под воздействием электрического поля. Внешнее электрическое поле создает упругие напряжения и деформации в сегнетоэлектрической подложке, что может приводить к изменению взаимной ориентации намагниченностей ферромагнитых слоев в структуре спинового клапана. Согласно результатам наших исследований, при прикладывании электрического поля 1 кВ/см удается зарегистрировать сдвиг температуры перехода в сверхпроводящее состояние системы СоО_x/Fe1/Аl/Fe2/Аl/Pb на 25 мК.

Выполнено сравнительное исследование керамики на основе высокотемпературного сегнетоэлектрика Bi₄Ti₃O₁₂, которая изготовлена путем применения трех различных методов спекания. Установлены зависимости относительной плотности, микроструктуры, диэлектрических и пьезоэлектрических свойств керамики от метода спекания. Показано, что оптимальным сочетанием функциональных характеристик обладают керамики, спеченные методом горячего прессования.

Изучены кристаллическое строение, диэлектрические и поляризационные свойства пленок BiFeO₃, выращенных на подложке Pt(001)/MgO(001). Установлено, что полученные пленки являются однофазными, беспримесными, монокристаллическими и обладают высоким структурным совершенством.

Разработан новый метод изготовления керамоматричных пьезокомпозитов керамика/керамика. Получены образцы пьезоактивных композитов ЦТС/ЦТС с массовой концентрацией компонентов от 0 до 50%. Изучены микроструктурные и гравиметрические особенности, а также диэлектрические свойства керамоматричных пьезокомпозитов. Выполнено конечно-элементное моделирование и экспериментальное исследование свойств керамоматричных пьезокомпозитов в области диэлектрического перколяционного перехода. Показано, что разработанный способ изготовления керамоматричных пьезокомпозитов обеспечивает формирование микрооднородных композиционных структур с равномерным распределением частиц керамического наполнителя в микропористой пьезокерамической матрице без образования переходных областей и дополнительных кристаллических фаз.

Методом молекулярной динамики исследована микроскопическая релаксация полимерных цепей в органических растворителях. Расчеты были проведены для модели полипропилена в трех различных растворителях (ацетон, циклопентан, ацетонитрил). Получена зависимость времени релаксации и температуры стеклования полимера от массовой доли растворителя.

Изучено влияние высокоинтенсивной ультразвуковой обработки на реологические характеристики высокомолекулярных углеводородов. Представлены зависимости изменения их кинематической вязкости от частоты в диапазоне от 15 до 87 кГц при постоянной интенсивности и длительности ультразвукового воздействия, а также от интенсивности ультразвукового воздействия при постоянных частоте и длительности. Исследованы процессы релаксации кинематической вязкости данных веществ после ультразвуковой обработки.

Представлены результаты исследования композитов, полученных путем смешивания нитрата калия и углеродных нанотрубок. Установлено, что эффекты взаимодействия компонентов композита приводят к расширению температурной области существования сегнетоэлектрической фазы нитрата калия от 22 К для KNO₃ до 38 К в композитах с содержанием углеродных нанотрубок 2.0%.

Методом ионно-лучевого распыления двух мишеней в среде аргона получены многослойные наноструктуры (Mg/ZrO₂)₅₂ отличающиеся друг от друга толщиной слоев Mg при одинаковой толщине слоев из ZrO₂. Толщина одного бислоя (Mg + ZrO₂) меняется от 3.6 до 8.5 нм. Установлено, что применение диоксида циркония предотвратило окисление фазы магния. Обнаружено наличие электрического порога перколяции при изменении морфологии магниевых слоев (переход от дискретной к сплошной морфологии) в результате увеличения толщины бислоя. Установлено изменение механизма электропереноса в многослойных наноструктурах (Mg/ZrO₂)₅₂ при переходе через порог перколяции.

Изучены эффекты пьезоэлектрического гистерезиса и релаксации, индуцированные слабым постоянным электрическим полем в сегнетоэлектрической керамике. С использованием метода и программы пьезоэлектрического резонансного анализа выполнены прецизионные измерения спектров импеданса для толщинных и радиальных колебаний тонких пьезокерамических дисков при различных полярностях приложенного постоянного электрического поля и поляризации пьезокерамики. Проведен анализ полевых и временных зависимостей комплексных пьезоэлектрических констант пьезокерамики, полученных путем обработки последовательно измеренных спектров импеданса, и предложена физическая интерпретация результатов.