Розмірні ефекти полярних та діелектричних властивостей сегнетоелектричних наноматеріалів

ЗМІСТ
Перелік умовних позначень та символів
Вступ
Актуальність.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами .
Мета, задачі та методи дослідження .
Наукова новизна .
Практичне значення одержаних результатів
Особистий внесок здобувача .
Апробація результатів дисертації
Публікації .
Розділ 1. Актуальні проблеми теорії розмірних ефектів в сегнетоелектричних наноматеріалах
1.1. Фазові переходи, керовані просторовою обмеженістю сегнетоелектриків
1.2. Розмірні ефекти полярних властивостей та фазових діаграм тонких сегнетоелектричних плівок
1.2.1. Розмірні ефекти в тонких сегнетоелектричних плівках типу лад-безлад .
1.2.2. Фазові діаграми тонких плівок сегнетоелектричних перовськітів: самополяризація та електретоподібний стан .
1.2.3. Розмірні ефекти в плівках антисегнетоелектриків: виникнення сегнетоелектрики при зменшенні їх товщини
1.2.4. Сегнетоелектричний стан, наведений у плівці віртуального сегнетоелектрика механічними напруженнями невідповідності
1.2.5. Вплив розмірних ефектів та внутрішнього електричного поля на властивості тонких плівок релаксорних сегнетоелектриків
1.3. Особливості полярних властивостей сегнетоелектричних наночастинок.
1.3.1. Розмірні ефекти сферичних наночастинок .
1.3.2. Суперпараелектрична фаза ансамблю не взаємодіючих сферичних наночастинок
1.3.3. Підсилення та збереження сегнетоелектричних властивостей в циліндричних наночастинках: диски, стрижні, дроти та нанотрубки .
1.3.4. Сегнетоелектрика в нанодротах віртуальних сегнетоелектриків .
1.4. Флексоелектричний ефект в нанорозмірних сегнетоелектричних системах
1.5. Магнітоелектричний зв'язок в наносистемах фероїків
1.6. Висновки до
розділу .
Розділ 2. Прямий варіаційний метод розв'язку рівнянь Ейлера-Лагранжа для параметрів порядку сегнетоелектричних наноматеріалах
2.1. Функціонал вільної енергії наносегнетоелектриків. Роль поверхневих ефектів .
2.1.1. Механічні граничні умови для закріплених систем.
2.1.2. Механічні граничні умови для вільних систем
2.2. Розв'язок механічної задачі для тонких плівок та наночастинок різної форми .
2.2.1. Тонка уніполярна плівка, закріплена на жорсткій підкладці .
2.2.2. Механічно-вільна тонка плівка
2.2. Механічно вільна сферична частинка
2.2.4. Механічно-вільна циліндрична частинка.
2. Рівняння Ейлера-Лагранжа для тонкої сегнетоелектричної плівки, сферичних та циліндричних наночастинок. Геометричний зміст та перенормування екстраполяційної довжини.
2.3.1. Механічно-вільні сегнетоелектричні плівки .
2.3.2. Сегнетоелектрична плівка на товстій жорсткій підкладинці .
2.3.3. Сферичні наночастинки
2.3.4. Циліндричні наночастинки
2.4. Схема прямого варіаційного методу
2.5. Аналітичні розрахунки фазових діаграм, розподілу поляризації та діелектричної сприйнятливості сегнетоелектричних наноматеріалів за допомогою прямого варіаційного методу
2.5.1. Фазова діаграма, розподіл спонтанної поляризації в механічно-вільних сегнетоелектричних а-плівках .
2.5.2. Фазова діаграма, розподіл спонтанної поляризації та діелектричної сприйнятливості в сегнетоелектричних нанодротах
2.6. Висновки до
розділу .
Розділ 3. Розмірні ефекти полярних та діелектричних властивостей тонких сегнетоелектричних плівок
3.1. Тонкі плівки впорядкованих сегнетоелектриків типу зміщення. Вбудоване електричне поле .
3.1.1. Перенормована вільна енергія плівки сегнетоелектрика типу зміщення. Роль поверхневих напруг та поверхневого п'єзоелектричного ефекту.
3.1.2. Вплив механічних напруг невідповідності на фазову діаграму температура-товщина плівки: керований розмірами фазовий перехід, та індукований внутрішнім полем електретний стан
3.1.3. Петлі сегнетоелектричного гістерезису, піроелектричні властивості та діелектрична сприйнятливість .
3.1.4. Порівняння з експериментом та обговорення .
3.2. Тонкі плівки впорядкованих сегнетоелектриків типу лад-безлад .
3.2.1. Постановка задачі
3.2.2. Перенормована вільна енергія плівки сегнетоелектрика типу лад-безлад .
3.2.3. Особливості фазової діаграми в координатах температура-товщина плівки. Індуковані розміром зміна роду фазового переходу та поява трикритичної точки
3.3. Індукована розмірним ефектом сегнетоелектрика в тонких плівках віртуальних сегнетоелектриків
3.4. Тонкі плівки антисегнетоелектриків
3.4.1. Вплив механічних напруг невідповідності на фазові діаграми, критичні поля та полярні властивості плівки
3.4.2. Вільна енергія з перенормованими коефіцієнтами
3.4.3. Фазові діаграми, діелектричні та полярні властивості тонких плівок антисегнетоелектриків
3.5. Тонкі плівки релаксорних сегнетоелектриків .
3.5.1. Постановка задачі .
3.5.2. Випадкові поля в плівках релаксорних сегнетоелектриків .
3.5.3. Залежність параметру порядку та діелектричної сприйнятливості від температури та товщини плівки .
3.6. Висновки до
розділу
Розділ 4. Розмірні ефекти полярних та діелектричних властивостей сегнетоелектричних наночастинок .
4.1. Підсилення полярних властивостей сегнетоелектричних нанострижнів, нанодротів та нанотрубок, індуковане поверхневими та розмірними ефектами .
4.1.1. Вплив поверхневих напруг та фазові діаграми та полярні властивості нанострижнів, нанодротів та нанотрубок
4.1.2. Вільна енергія нанострижня. Рівняння Ейлера-Лагранжа
4.1.3. Фазові діаграми нанострижнів
4.1.4. Можливість збереження та підсилення сегнетоелектричних властивостей в циліндричних наночастинках
4.1.5. Обговорення та аналіз результатів
4.1.6. Порівняння з експериментальними результатами .
4.2. Полярні властивості та фазові діаграми сегнетоелектричних нанотрубок
4.2. Постановка задачі .
4.2.2. Вільна енергія нанотрубки .
4.2.3. Фазові діаграми довгих нанотрубок .
4.2.4. Полярні властивості нанотрубок .
4.2.5. Нанотрубки, зафіксовані на основі
4.3. Сферичні наночастинки. Вплив поверхневих напруг та поля деполяризації .
4.4. Сегнетоелектричний стан в нанодротах віртуальних сегнетоелектриків .
4.5. Суперпараелектрична фаза ансамблю сегнетоелектричних наночастинок
4.5.1. Визначення суперпараелектричної фази
4.5.2. Залежність кореляційного радіусу від розміру наночастинки .
4.5.3. Потенціальний бар'єр для переорієнтації поляризації сегнетоелектричних наночастинок
4.5.4. Кореляційні ефекти сегнетоелектричних наночастинок .
4.5.5. Поведінка поляризації під дією зовнішнього електричного поля .
4.6. Висновки до
розділу
Розділ 5. Флексоелектричний ефект та магнітоелектричний ефект у наносегнетоелектриках та фероїках .
5.1. Флексоелектричний ефект в нанорозмірних сегнетоелектричних системах .
5.1.1. Основні рівняння для опису флексоелектричного ефекту в сегнетоелектричних системах .
5.1.2. Поле механічних зміщень в нанорозмірних системах з врахуванням флексоелектричного ефекту
5.1.3. Вплив флексоелектричного ефекту на властивості сегнетоелектричних наносистем
5.2. Підсилення магнітоелектричного зв'язку у тонких плівках сегнетоелектриків - антиферомагнетиків. Феромагнітний стан, наведений напругами невідповідності
5.2.1. Функціонал вільної енергії
5.2.2. Вплив деформації на фазові діаграми
5.3. Гігантський магнітоелектричний ефект індукований поверхневими напругами в нанострижнях фероїків
5.3.1. Вступ .
5.3.2. Модель
5.3.3. Вільна енергія системи
5.3.4. Вбудоване електричне поле
5.3.5. Розмірний ефект коефіцієнтів магнітоелектричного зв'язку
5.4. Висновки до
розділу .
Висновки .
Список