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".
  1. C.K. Kwok, S.B. Desu. J. Mater. Res. 7, 1728 (1994)
  2. В.Н. Децик, Е.Ю. Каптелов, С.А. Кукушкин, А.В. Осипов, И.П. Пронин. ФТТ 39, 121 (1997)
  3. 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)
  4. И.Ю. Тентилова, С.А. Кукушкин, Е.Ю. Каптелов, И.П. Пронин, В.Л. Уголков. Письма в ЖТФ 37, 4, 37 (2011)
  5. N.F. Mott, F.R.N. Nabarro. Proc. Phys. Soc. 52, 86 (1940)
  6. М.И. Захарова, Н.Ф. Лашко. Изв. АН СССР. ОТН 7, 1015 (1946)
  7. С.А. Кукушкин. Успехи механики 2, 24 (2003)
  8. В.В. Зуев, Л.Н. Поцелуева, Ю.Д. Гончаров. Кристаллоэнергетика как основа оценки свойств твердотельных материалов. СПб (2006). 139 с
  9. А.И. Ефимов. Свойства неорганических соединений. Химия, Л. (1983). 393 с
  10. 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.