102
параэлектрическую. В параэлектрической фазе в кристалле существует только
индуцированная поляризация.
Диэлектрическая проницаемость у сегнетоэлектриков имеет очень большие значения и
тоже зависит и от напряженности поля, и от температуры. При температуре Кюри
диэлектрическая проницаемость, связанная с направлением спонтанной поляризации,
проходит через резкий максимум. Кроме того, наблюдается существенная частотная
зависимость диэлектрической проницаемости, особенно при высоких частотах внешнего
поля.
В отсутствие внешнего электрического поля сегнетоэлектрический кристалл
разбивается на домены - области, внутри каждой из которых векторы спонтанной
поляризации отдельных частиц имеют одинаковое направление, так что домен в целом
поляризован однородно. В свою очередь, домены взаимно ориентированы так, что в целом
кристалл оказывается неполяризованным.
Причиной образования доменов являются обменные силы, возникающие в результате
обобществления электронов, принадлежащих соседним атомам. Эти силы действуют на
расстояниях порядка междуатомных, т.е. являются силами близкодействия. Поэтому
стенки между сегнетоэлектрическими доменами тонкие, порядка нескольких межатомных
расстояний, в отличие от стенок ферромагнитных доменов, которые могут доходить до
сотен межатомных расстояний из-за наличия в ферромагнетиках дальнодействующих сил
диполь-дипольного взаимодействия.
Существование доменов объясняется стремлением кристалла к минимуму свободной
энергии. Допустим, что идеальный изолированный сегнетоэлектрический кристалл,
находящийся в вакууме, поляризован однородно, так что векторы поляризации P
s
каждой
единицы объема кристалла направлены одинаково. На внешней поверхности кристалла
появляются поверхностные заряды, которые, в свою очередь, должны создать внешнее
деполяризующее поле. Энергия этого поля пропорциональна объему кристалла.
Деполяризующее поле стремится разрушить однородную поляризацию, в результате чего
кристалл разбивается на домены, т.е. области, в которых векторы поляризации
антипараллельны. Это состояние энергетически выгоднее, потому что при этом
уменьшается деполяризующее поле. Однако процесс разделения на домены не будет
продолжаться бесконечно, потому что растут затраты энергии на образование доменных
стенок.
Стабильная конфигурация доменов устанавливается при достижении энергетического
баланса между процессами образования доменных стенок и деполяризующего поля.