Способ поляризации сегнетоэлектриков

ОП ИСАНИЕ 911660ИЗОБРЕТЕНИЯ Соеэ Советски кСоциапистичесиикРесяубпии К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Н 01 1. 41/22 с присоединением заявкиЬуаарстювй квнитвт СССР ае двтэм нэебретекив и открытв 11.1(088,8) Дата опубликования описания 070382(71) Заявнтел Ордена Трудового Красного Знамени инстии электроники АН СССР(5 Й) СПОСОБ ПОЛЯРИЗ ЕГНЕТОЭЛЕКТРИК я изобретение относится к электро-" нике и может быть использовано, в частности, при производстве нелинейных диэлектрических устройств и устройств для управления оптическим лучом.Известен способ поляризации пьезо- и сегнетокерамики путем подачи напряжения на электроды образца и его одновременного нагрева с после" дующим охлаждением до 25-80 С 111Известный способ обеспечивает недостаточную эффективность поляризации, кроме того, необходимость использования внешнего источника высокого напряжения и аппаратуры дл одновременной регулировки высокого напряжения и температуры усложняет способ.Наиболее близким к предлагаемому является способ поляризации сегнетоэлектриков путем нагрева и последу-. ющего охлаждемия образца с электро-дами на противоположных поверхнос 2тях. Электроды сегнетоэлектрика со" единены с электродами пироэлектрика, который нагревается и охлаждается вместе с сегнетоэлектриком. При изменении температуры на электродах пироэлектрика выделяется пироэлектрический заряд и развивается необходимое для поляризации напряжение, которое подается на электроды поляризуемого образца. При использовании этого способа не требуется источник высокого напряжения и следовательно аппаратура для регулирования этого напряжения 1,2.Недостатком способа является равновероятность поляризации как в направлении исходной униполярности образца, так и в противоположном направлении, поскольку внешний источ ник напряженияв данном случае пи" роэлектрик, подключается произвольно, без учета исходной униполярности. Это ведет к ненадежности устройства на основе поляризованных таким5 911660 6получения монодоменного состояния. тки, подсоединенного к электродамОхлаждать поляризуемый образец следу. образца в запорном направлении отОет на 30-ч 0 С ниже температуры Кюри, носительно поляризующей пиро"ЭДС.так как существенное увеличение поля. Предлагаемый .способ поляризацииризации при охлаждении происходит у 5 сегнетоэлектриков может быть примебольшинства сегнетоэлектриков именно нен и к сегнетоэлектрическим элеменв таком диапазоне температур. там, представляющий собой пластинуВ случае образца с положительным сегнетоэлектрического материала спирокоэффициентом ф 0) нагрев сле- нанесенными на ее противоположныедует производить с замкнутыми элект поверхности дискретными электродародами, а охлаждение - с разомкнуты- ми специальной формы. В этом случаена поверхность сегнетоэлектрика, поИспользование для поляризации крайней мере, в промежутках междусегнетоэлектрика собственной пиро- управляющими электродами наносятЭДС, возникающей при нагреве (или 15 резистивную пленку. Удельное сопроохлаждении - в случае материала с по тивление пленки Я выбирается такимложительным пирокоэффициентом) об- образом, чтобы обеспечить развязкуразца, приводит к более эффективной между управляющими электродами пополяризации, чем это было бы в слу- управляющему напряжению, т.е.чае использования внешнего источни" 20ка, напряжения, поскольку возникающая11ЭЧ:СЭ ВСпри нагреве пиро-ЭДС автоматическиобеспечивает поляризацию в направ- где Я - . площадь поперечного сечелении униполярности, присущей дан- ния пленки,ному образцу 1 аким образом, предла-, 25 1 - Расстовние е ДУ Дгаемый способ устраняет необходи- ми управляющими электро"мость определения направления уни- дами;полярности сегнетоэлектрического С - емкость кристалла;кристалла и позволяет достичь наибо- Г - длительность управляющеголее эффективной поляризации образца. 50 импульса;П Р и м е Р, ПластинУ из сегнето- . 9 о э - Удельное сопротивлениеэлектрического материала, например сегнетоэлектрика.ниобата бария-стронция (температу- Указанная пленка может быть нанера Кюри Т = 54 С), вырезанную пер- сена на всю поверхность сегнетоэлектпендикулярно полярной оси и снаб 35рика с дискретными электродами (ли. женную электродами на противополож- бо поверх них, либо предварительноных поверхностях, нагревают при ра- перед их нанесением). В качестве ма"зомкнутых электродах до температуры, териала для резистивной пленки можменьшей точки Кюри на несколько гра но использовать, например, широкодусов (40-50 С). Затем электроды 40 зонные полупроводники, такие какзамыкают и охлаждают пластину на,.2 п(СН), 2 аО., 2 пЯ, 2 П 5 е.30-10 С, Далее операцию повторяют Поляризацию сенетоэлектрическонесколько раз, нагревая пластину с го элемента производят нагревом иразомкнутыми электродами и охлаждая охлаждением элемента, причем прис замкнутыми. О возможности прекра нагРеве резистивные электроды раэомщения процесса поляризации судят, кнуты а при охлаждении эти резистив.например, по отсутствию зависимости ные электроды замкнуты,емкости поляризуемого образца от час- Использование предлагаемого спо"тоты измерительного поля, что харак- соба поляризации обеспечивает высотерно для монодоменного состояния кую эффективность и стабильность50поляризации, поскольку поляризацияденный образец по ключают к .измерибразец подключают к измери- происходит в направлении униполяртельному емкостному мосту и измеряности образца, упрощение процессают емкость образца на частотахполяризации за счет устранения не% и 1 причем фткробходимости какого-либо. внешнегоисточника напряжения, а также вслед"Для реализации предлагаемого спо- ствие исключения операции по опредесоба можно использовать также под- лению направления униполярностиключение диода, например диода Шот- сегнетоэлектрика.911660 8ние - соответственно при замкнутых или разомкнутых электродах, причем операции нагрева и охлаждения циклически повторяют до достижения моно" доменного состояния сегнетоэлектрика. формула изобретения Составитель Т.Щукинаедактор Н.Безродная Техред Т.Иэточка; Корректор Л, Бок 41/47 Тираж ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, Подписное 58нного комите тений и откр 35, Раушская ак СССРий аб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Способ поляризации сегнетоэлектриков путем нагрева и последующегоохлаждения образца с электродами на противоположных поверхностях, о.тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности и стабильности поляризации и упрощения процесса, нагрев осуществляют при разомкнутых или замкнутых электро- Рдах в зависимости от знака пирокоэффициента сегнетоэлектрика, а охлажде Источники информации,принятые во внимание при экспертизеГлозман М.А. Пъезокерамика,И., "Энергия", 1967, с. 64,. 2. Авторское свидетельство СССРЙ 570130, кл.ЗН 01 1. 41/22,1977 (прототип),