Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃

Впервые получены и исследованы Рамановские спектры нанопорошков твердого раствора KTa₀.₇Nb₀.₃O₃. Материал синтезирован по новой технологии. Температурные зависимости интенсивности, ширины и частоты мод В₁(TО₂), А₁(TО₁), В₁(TО₃), А₁(ТО₃) и В₂(TО₃) тщательно проанализированы. Зарегистрировано существе...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Физическая инженерия поверхности
Дата:	2012
Автори:	Головина, И.С., Брыкса, В.П., Стрельчук, В.В., Родионов, В.Е., Литвиненко, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2012
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101878
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃ / И.С. Головина, В.П. Брыкса, В.В. Стрельчук, В.Е. Родионов, В.В. Литвиненко // Физическая инженерия поверхности. — 2012. — Т. 10, № 4. — С. 403-410. — Бібліогр.: 21 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859630069596553216
author	Головина, И.С. Брыкса, В.П. Стрельчук, В.В. Родионов, В.Е. Литвиненко, В.В.
author_facet	Головина, И.С. Брыкса, В.П. Стрельчук, В.В. Родионов, В.Е. Литвиненко, В.В.
citation_txt	Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃ / И.С. Головина, В.П. Брыкса, В.В. Стрельчук, В.Е. Родионов, В.В. Литвиненко // Физическая инженерия поверхности. — 2012. — Т. 10, № 4. — С. 403-410. — Бібліогр.: 21 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Физическая инженерия поверхности
description	Впервые получены и исследованы Рамановские спектры нанопорошков твердого раствора KTa₀.₇Nb₀.₃O₃. Материал синтезирован по новой технологии. Температурные зависимости интенсивности, ширины и частоты мод В₁(TО₂), А₁(TО₁), В₁(TО₃), А₁(ТО₃) и В₂(TО₃) тщательно проанализированы. Зарегистрировано существенное сужение температурного интервала, охватывающего все фазовые переходы, до 100°, от –130 °С до –30 °С, по сравнению с областью в 500°, от 0 °С до 475 °С, зарегистрированной в нанопорошках KNbО₃. Установлено, что температуры каждого из фазовых переходов сдвигаются различным образом, а именно: низкотемпературный переход осуществляется на 20° ниже, средний – на 15° выше, а сегнето-электрический переход происходит на 20° ниже температур соответствующих переходов в моно-кристаллах KTa₀.₇Nb₀.₃O₃. Вперше отримані і досліджені Раманівські спектри нанопорошків твердого розчину KTa₀.₇Nb₀.₃O₃. Матеріал синтезировано по новій технології. Температурні залежності інтенсивності, ширини і частоти мод В₁(TО₂), А₁(TО₁), В₁(TО₃), А₁(ТО₃) і В₂(TО₃) ретельно про-аналізовані. Зареєстровано суттєвее звуження температурного інтервалу, який охоплює всі фазові переходи, до 100°, від –130 °С до –30 °С, порівняно із областю 500°, від 0 °С до 475 °С, зареєстрованій у нанопорошках KNbО₃. Встановлено, що температури кожного із фазових переходів зсуваються по-різному, а саме: низькотемпературний перехід відбувається на 20° нижче, середній – на 15° вище, а сегнетоелектричний перехід происходит на 20° нижче температур відповідних переходів у монокристалах KTa₀.₇Nb₀.₃O₃. Raman spectra of the nanopowder solid solution KTa₀.₇Nb₀.₃O₃ were obtained and investigated for the first time. The compound was synthesized by a new technology. Temperature dependences of the in-tensity, width and frequency of the В₁(TО₂), А₁(TО₁), В₁(TО₃), А₁(ТО₃) and В₂(TО₃) modes are thoroughly analyzed. A significant narrowing of the temperature interval, including three phase transitions, is registered. The interval amounts 100°, from about –130 °С to –30 °С. In nanopowders KNbО₃ the interval is almost 500°, from 0 °С to 475 °С. It was found that the temperatures of each of the phase transitions are shifted in different way, in particular: a low-temperature transition at 20° lower, the middle transition at 10° higher, and a ferroelectric phase transition occurs at 10° lower than the corres-ponding transitions in macrocrystals KTa₀.₇Nb₀.₃O₃.
first_indexed	2025-12-07T13:09:54Z
format	Article
fulltext	403 ВВЕДЕНИЕ Твердые растворы КТа1-хNbxO3 (KTN) обла- дают большими квадратичным и линейным электро-оптическими коэффициентами, вы- сокой диэлектрической проницаемостью, су- щественными пъезо- и пироэлектрическими характеристиками и поэтому являются вост- ребованными оптическими материалами. В частности, они эффективны для таких при- менений как модуляторы света, оптические волноводы, умножители частоты, высоко- скоростные электрооптические сканеры и т.д. [1 – 6]. Также соединения KTN представляют- ся альтернативными для замены свинец-со- держащих материаловв, которые в настоящее время используются в большинстве ультра- звуковых приложений. Однако синтез моно- кристаллов KTN больших размеров трудно- УДК 538.913 ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКАХ KTa0.7Nb0.3O3 И.С. Головина1, В.П. Брыкса1, В.В. Стрельчук1, В.Е. Родионов1, В.В. Литвиненко2 1Институт физики полупроводников имени В.Е. Лашкарева НАН Украины 2Институт электрофизики и радиационных технологий НАН Украины Поступила в редакцию 04.10.2012 Впервые получены и исследованы Рамановские спектры нанопорошков твердого раствора КТа0.7Nb0.3O3. Материал синтезирован по новой технологии. Температурные зависимости интен- сивности, ширины и частоты мод В1(TO2), А1(TO1), В1(TO3), А1(ТO3) и В2(TO3) тщательно проанализированы. Зарегистрировано существенное сужение температурного интервала, ох- ватывающего все фазовые переходы, до 100°, от –130 °С до –30 °С, по сравнению с областью в 500°, от 0 °С до 475 °С, зарегистрированной в нанопорошках KNbO3. Установлено, что тем- пературы каждого из фазовых переходов сдвигаются различным образом, а именно: низко- температурный переход осуществляется на 20° ниже, средний – на 15° выше, а сегнето- электрический переход происходит на 20° ниже температур соответствующих переходов в моно-кристаллах KТa0.7Nb0.3O3. Ключевые слова: фазовые переходы, Рамановская спектроскопия, наноразмерные порошки, танталат-ниобат калия. Вперше отримані і досліджені Раманівські спектри нанопорошків твердого розчину КТа0.7Nb0.3O3. Матеріал синтезировано по новій технології. Температурні залежності інтенсивності, ширини і частоти мод В1(TO2), А1(TO1), В1(TO3), А1(ТO3) і В2(TO3) ретельно про-аналізовані. Зареєстровано суттєвее звуження температурного інтервалу, який охоплює всі фазові переходи, до 100°, від –130 °С до –30 °С, порівняно із областю 500°, від 0 °С до 475 °С, зареєстрованій у нанопорошках KNbO3. Встановлено, що температури кожного із фазових переходів зсуваються по-різному, а саме: низькотемпературний перехід відбувається на 20° нижче, середній – на 15° вище, а сегнетоелектричний перехід происходит на 20° нижче температур відповідних переходів у монокристалах KТa0.7Nb0.3O3. Ключові слова: фазові переходи, Раманівська спектроскопія, нанорозмірні порошки, танталат- ніобат калію. Raman spectra of the nanopowder solid solution КТа0.7Nb0.3O3 were obtained and investigated for the first time. The compound was synthesized by a new technology. Temperature dependences of the in-tensity, width and frequency of the В1(TO2), А1(TO1), В1(TO3), А1(ТO3) and В2(TO3) modes are thoroughly analyzed. A significant narrowing of the temperature interval, including three phase transitions, is registered. The interval amounts 100°, from about –130 °С to –30 °С. In nanopowders KNbO3 the interval is almost 500°, from 0 °С to 475 °С. It was found that the temperatures of each of the phase transitions are shifted in different way, in particular: a low-temperature transition at 20° lower, the middle transition at 10° higher, and a ferroelectric phase transition occurs at 10° lower than the corres-ponding transitions in macrocrystals KТa0.7Nb0.3O3. Keywords: phase transitions, Raman spectroscopy, nanosized powders, potassium tantalate-niobate.  И.С. Головина, В.П. Брыкса, В.В. Стрельчук, В.Е. Родионов, В.В. Литвиненко, 2012 ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 4, vol. 10, No. 4404 реализуем, что является сдерживающим фак- тором для их масштабных применений. В связи с этим развиваются новые технологии получения соединений KTN, такие как пле- ночные, а также микро- и нанокристалли- ческие. И если первые две технологии уже имеют определенные наработки [7, 8] и даже сделаны первые попытки применений тон- ких пленок KTN [9], то наноразмерные по- рошки твердых растворов KTN были получе- ны совсем недавно и только одной группой китайских исследователей. Описание синтеза этих образцов и структурные данные пред- ставлены в работах [10 – 12]. Однако свойст- ва этих материалов еще не изучены. Таким образом, разработка новой технологии синте- за и изучение свойств нанопорошков твердых растворов KTN является в настоящее время актуальной задачей. Недавно нами были ис- следованы нанопорошки чистых соединений КТаО3 и KNbO3, синтезированные по техно- логии, разработанной группой А.А. Андрий- ко [13 – 17]. В настоящей работе по аналогичной техно- логии впервые синтезировано смешанное со- единение KТa0.7Nb0.3O3. Установлено, что по- лученные порошки имеют размеры меньше 100 нм и относятся, таким образом, к нано- кристаллическим объектам. В первую очередь перед нами была поставлена задача установ- ления температур фазовых переходов в син- тезированных порошках. Это связано с тем, что размерные эффекты в пленках KTN прояв- ляются, прежде всего, в смещении темпера- тур фазовых переходов. Особенно существен- но знание температуры сегнетоэлектричес- кого фазового перехода (т.е. температуры Кю- ри, Тс), поскольку именно вблизи этого пере- хода данные материалы являются эффектив- ными для практических применений. Для ре- шения поставленной задачи был выбран ме- тод комбинационного рассеяния света. Дан- ный метод является наиболее подходящим при изучении порошковых объектов, по-ско- льку, с одной стороны, он не требует получе- ния высокоплотной керамики, в отличие от диэлектрической спектроскопии, а с другой, является довольно информативным. Нами проведено детальное исследование темпера- турной зависимости спектров Рамановского рассеяния на образцах KТa0.7Nb0.3O3. Про- веден анализ полученных данных. Установ- лены температуры фазовых переходов. МАТЕРИАЛ И ЭКСПЕРИМЕНТ Как показано нами в предыдущих работах [13, 17], методика синтеза КТаО3 и KNbO3 путем окисления металлического тантала/ниобия в расплаве нитрата калия с добавлением гидро- ксида калия. позволяет получать наноразмер- ные порошки. В настоящей работе по анало- гичной методике был проведен синтез по- рошков твердых растворов КТа1-хNbxO3 при концентрации ниобия x = 0.3. Массы исход- ных компонентов: mTa = 0.82 г, mNb= 0.18 г, mKOH = 0.44 г, mKNO3 = 6.53 г. Навески этих ком- понентов синтеза смешивали и измельчали. Затем смесь помещалась в печь и плавилась при 600 °C в течении 1.5 часов. Полученный расплав размывался, декантировался, осадок высушивался на открытом воздухе при темпе- ратуре 100 °С. Состав продукта исследовали методом рентгенофазового анализа на дифрактометре ДРОН-3М в CuKa излучении. Полученные ре- зультаты подтвердили образование соедине- ния KТa0.7Nb0.3O3 и отсутствие примесных фаз. Размеры кристалитов оценивались из диф- рактограммы по формуле Дебая-Шеррера: 0,9 cos d B λ= Θ , (1) где λ = 0,1542 нм – длина волны рентгеновс- кого излучения, В – полуширина дифракцион- ного максимума в радианах, Θ − угол, кото- рый соответствует положению дифракцоон- ной линии на рентгенограмме. Расчеты пока- зали, что средний размер кристаллитов сос- тавляет 70 – 90 нм. Измерения спектров комбинационного рассеяния проводились на Рамановском спек- трометре Jobin-Yvon/Horiba T64000, оснащен- ном конфокальным микроскопом (объектив ×50, NA = 0.60) и детектором CCD. В качестве источника возбуждения Рамановских спект- ров использовался Ar+/Kr+ лазер с длиной вол- ны 514.5 нм и подаваемой мощностью, не превышающей 3 мВт. Температурные зависи- мости спектров получены с помощью термо- ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКАХ KTa0.7Nb0.3O3 405 электрической ячейки Linkam TMS 94. Тем- пература изменялась от –190 °C до 600 °C с интервалом 5 °C и скоростью 10 °C/мин. Точ- ность стабилизации температуры составляла ±0.1 °C. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Как было установлено Триебвассером [18], в макрокристаллах КТа1-хNbxO3 (при х > 0.2) происходит следующая последовательность фазовых переходов (при понижении темпе- ратуры): Кубическая (К) → Тетрагональная (T) → Орторомбическая (O) → Ромбоэдрическая (Р), где К-фаза является параэлектрической, а T-, O- и Р-фазы являются сегнетоэлектричес- кими. На рис.1 представлены полученные на- ми Рамановские спектры, характерные для разных структурных состояний нанропорошка KTa0.7Nb0.3O3. В низкотемпературной ромбо- эдрической фазе наблюдаются поперечные и продольные фононные моды В1(TO2), А1(TO1), В1(TO3), А1(ТO3), В2(TO3) и А1(LO3). Аналогичные, но более узкие линии фонон- ного спектра наблюдались на кристаллах твердых растворов КТN в работе [19]. Для дальнейшего исследования нами выбраны поперечные оптические (ТО) моды фононно- го спектра, поскольку именно они чувствите- льны к перестройке структуры при фазовых переходах в KTN. На рис. 1 буквами А и В обозначены моды В1(TO2) и А1(TO1), соот- ветственно, а буквой С обозначена широкая ветвь, содержащая перекрывающиеся линии мод В1(TO3), А1(ТO3) и В2(TO3) (рис. 2). Известно, что при структурных фазовых переходах происходит конденсация фонон- ных мод, участвующих в перестройке струк- туры, причем при переходе из пара- в сегне- тоэлектрическую фазу под “конденсацией мяг- кой моды” обычно понимается конденсация самой низкочастотной поперечной оптичес- кой моды фононного спектра [20]. В иссле- дуемом объекте наблюдение за сегнетоэлект- рическим фазовым переходом проводится по моде В1(ТО2), обозначенной нами буквой А. Два структурных перехода определяются по конденсации мод А1(TO1) и В1(TO3). Как вид- но из рис. 1, линии этих трех мод уширяются одновременно с изменением частоты при по- вышении температуры. Однако, в отличие от линий А и В, за изменением ширины и час- тоты моды B1(TO3) проследить довольно тру- дно из-за перекрытия этой моды с линиями мод А1(ТO3) и В2(TO3). Поэтому перед анали- зом температурной зависимости спектра на- ми было проведено разложение широкой вет- ви (обозначенной буквой С на рис.1) экспе- риментального спектра на три одиночные ло- ренцианa, соответствующие модам B1(TO3), A1(TO3) и B2(TO3) (рис. 2). Рис. 1. Спектры Рамановского рассеяния нанопорошка KTa0.7Nb0.3O3, полученные при разных температурах. Рис. 2. Разложение широкой ветви экспериментального спектра в области 450 – 750 cм–1 на три одиночные лор- енциана. И.С. ГОЛОВИНА, В.П. БРЫКСА, В.В. СТРЕЛЬЧУК, В.Е. РОДИОНОВ, В.В. ЛИТВИНЕНКО ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 4, vol. 10, No. 4 ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 4, vol. 10, No. 4406 На вставке рис. 2 показан алгоритм разло- жения сложного экспериментального конту- ра. На первом этапе разложения устанавлива- ется интервал ожидаемых значений ширины (Γn) и частоты (ωn) искомых фононных мод. Затем табулированием Γn и ωn внутри выб- ранного интервала вычисляются стандарт- ные отклонения значений смодулированной суммы контуров от экспериментальных зна- чений. На последнем этапе алгоритма среди всех протабулированных значений Γn и ωn на- ходится такое разложение сложного контура, для которого стандартное отклонение являет- ся минимальным. Этим определяется точ- ность и однозначность разложения. Описан- ная процедура проводилась для каждой экспе- риментальной температуры. Таким образом, были получены температурные зависимости интенсивности, ширины и частоты каждого одиночного лоренциана, соответствующие модам B1(TO3), A1(TO3) и B2(TO3). Поскольку выше 30 °С никаких существенных аномалий не наблюдалось, эти зависимости представ- лены на рис. 3 в интервале температур от –200 до 30 °С. Проанализируем полученные зависимости. В первую очередь отметим, что конденсация моды B1(TO3) приводит к полно- му ее исчезновению (ее интегральная интен- сивность становится нулевой) при темпера- туре около –50 °С. Выше этой температуры данная мода становится ненаблюдаемой. Од- нако интегральная интенсивность уменьша- ется с повышением температуры немонотон- но. В области примерно –67 °С можно видеть небольшой максимум, а затем плавное умень- шение интенсивности вплоть до полного ис- чезновения линии. Ширина этой моды прак- тически не меняется при низких температу- рах, однако при –100 °С начинает увеличива- ться вплоть до исчезновения линии при –50 °С, однако в области –67 °С также отме- чается небольшой перегиб. Частота моды B1(TO3) практически не меняется во всем ин- тервале температур от –200 до 30 °С, прояв- ляя монотонное уменьшение, т.е. можно кон- статировать устойчивую конденсацию дан- ной моды. Мода А1(ТO3) наблюдается во всем интервале температур от –200 до 30 °С, од- нако в трех областях имеются заметные пе- регибы в температурной зависимости интен- сивности. Примерные середины этих облас- тей соответствуют температурам –120, –67 и –30 °С. Ширина линии существенно не ме- няется от –200 до –135 °С. При дальнейшем повышении температуры наблюдается сна- чала увеличение ширины в области от –130 до –120 °С, затем перегиб в сторону умень- шения в области от –87 до –67 °С и еще один перегиб снова в сторону увеличения ширины в области от –67 до –30 °С. Выше –30 °С Рис. 3. Температурные зависимости интегральной ин- тенсивности, ширины и частоты поперечных оптичес- ких мод В1(TO3) (квадраты), А1(ТO3) (кружочки) и В2(TO3) (треугольники). ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКАХ KTa0.7Nb0.3O3 407 ширина практически не меняется. Частота ли- нии испытывает два перегиба. В области от –100 до –67 °С наблюдается увеличение час- тоты, после чего в области от –67 до –30 °С происходит довольно сильное уменьшение. Выше –30 °С частота практически не меня- ется. Мода В2(TO3) также наблюдается во всем исследуемом температурном интервале, однако ее интегральная интенсивность су- щественно не меняется, за исключением не- значительного перегиба в области –67 °С. Ширина данной моды также испытывает пе- регибы в двух областях: в сторону резкого уме- ньшения в области от –87 до –67 °С, а затем в сторону увеличения в области от –67 до –30 °С, аналигично поведению ширины моды А1(ТO3). Вероятно, данная мода слабо связана с низкотемпературным структурным перехо- дом P → T и является чувствительной к фа- зовым переходам О → Т и Т → К. Теперь рассмотрим температурное пове- дение моды В1(ТО2), т.е. линии А на рис. 1. Зависимость интегральной интенсивности этой линии от температуры представлена на рис. 4. При низких температурах наблюдается практически монотонное уменьшение интен- сивности. Затем, примерно с –130 °С, наблю- дается увеличение интенсивности, а выше –70 °С – снова уменьшение, и, наконец, выше –30 °С интенсивность становится практичес- ки нулевой. Таким образом, можно отметить, что данная мода чувствительна ко всем трем переходам, поскольку в области температур, охватывающей все переходы, т.е. от –130 °С до –30 °С, наблюдается немонотонное изме- нение интенсивности. При этом очевидно, что температура Тс = –30 °С соответствует сегнетоэлектрическому фазовому переходу. Нужно заметить, что в изучаемых спектрах твердого раствора KTa0.7Nb0.3O3 не наблю- дается явное размытие фазовых переходов. Широкий температурный интервал фазовых переходов, охватывающий от 60° до 100°, на- блюдался в спектрах нанопорошков KNbO3, исследуемых нами ранее [17]. Мы полагаем, что такая ширина (продолжительность) фазо- вого перехода свидетельствует о большом раз- бросе частиц нанопорошка по размерам. Дру- гими словами, этот интервал отражает влия- ние размера частицы на температуру Кюри, так что имеется целый набор температур Кю- ри, каждая из которых относится к частицам определенного размера. Эффект размытия фазового перехода из-за разброса частиц по размерам был отмечен также в работе [21] при исследовании микропорошков KNbO3. Авто- ры объясняют это тем, что разные монодоме- ны вблизи поверхности меняют свою ориен- тацию при разной температуре. Возвращаясь к исследуемым в данной работе спектрам сме- шанного соединения KTa0.7Nb0.3O3, мы ви- дим, что температурная область, охватываю- щая все три фазовые переходы, составляет около 100°, примерно от –130 °С до –30 °С. В KNbO3 эта область простиралась почти на 500°: средняя температура нижнего перехода составляла 0 °С, а верхнего 475 °С. Такое си- льное сужение температурной области фазо- вых переходов, конечно, не позволяет увидеть в спектрах эффект размытия каждого пере- хода. Поэтому здесь мы не можем с опреде- ленностью говорить о степени разброса час- тиц порошка по размерам. В температурной зависимости частоты моды В1(ТО2) можно отметить ее незначительное монотонное уме- ньшение. Однако при температурах выше - 120 °С проследить за изменением частоты практически невозможно из-за перекрытия этой линии с другими линиями спектра. Наконец, относительно поведения моды А1(ТО1), т.е. линии В на рис. 1, можно ска- зать следующее. Интегральная интенсивность этой линии довольно быстро уменьшает- ся при повышении температуры и вышеРис. 4. Температурная зависимость интегральной ин- тенсивности моды В1(ТО2). И.С. ГОЛОВИНА, В.П. БРЫКСА, В.В. СТРЕЛЬЧУК, В.Е. РОДИОНОВ, В.В. ЛИТВИНЕНКО ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 4, vol. 10, No. 4 ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 4, vol. 10, No. 4408 –120 °С данная мода становится ненаблю- даемой. Нужно отметить, что ширина этой линии, даже в низкотемпературной области, существенно больше ширины аналогичной моды, наблюдаемой нами в нанопорошке KNbO3, что связано, скорее всего, с разупоря- дочением структуры в твердом растворе. ВЫВОДЫ Проведенный анализ температурного пове- дения поперечных оптических мод фонон- ного спектра нанопорошков KTa0.7Nb0.3O3 озволяет сделать следующее заключение. Ха- рактерные перегибы в температурных зави- симостях спектроскопических параметров свидетельствуют о трех структурных пере- стройках в исследуемых порошках. Эти пере- стройки охватывают небольшой интервал температур, около 100° примерно от –130 °С до –30 °С. Середины этих интервалов соот- ветствуют температурам –120, –67 и –30 °С. Температуры соответствующих структурных переходов в макрокристаллах KTa0.7Nb0.3O3 составляют –100 °С, –80 °С и –20 °С. Сле- довательно, температуры каждого из фазовых переходов сдвигаются различным образом, а именно: низкотемпературный переход осу- ществляется на 20° нижее, средний – при- близительно на 15° выше, а сегнетоэлектри- ческий фазовый переход происходит на 10° ниже по сравнению с температурами соот- ветствующих переходов в макрокристаллах KTa0.7Nb0.3O3. ЛИТЕРАТУРА 1. Cohen M.G., Gordon E.I. Electro-optic [KTaxNb1–xO3(KTN)] gratings for light beam modulation and deflection//Appl. Phys. Lett. – 1964. – Vol. 5. – P. 181-182. 2. Chen F.S., Geusic J.E., Kurtz S.K., Skinner J.G., Wemple S. H. Light Modulation and Beam Def- lection with Potassium Tantalate-Niobate Crys- tals//J. Appl. Phys.– 1966. Vol. 37.– P. 388-398. 3. John A. van Raalte, Electro-Optic Effect in Ferroelectric KTN//J. Opt. Soc. Am. – 1967. – Vol. 57. – P. 671-672. 4. Fox A.J. Nonlinear longitudinal KTN modulator //Appl. Opt. – 1975. – Vol. 14. – P. 343-352. 5. Yilmaz S., Venkatesan T., Gerhard-Multhaupt R. Pulsed laser deposition of stoichiometric potas- sium-tantalate niobate films from segmented evaporation targets//Appl. Phys. Lett. – 1991. – Vol. 58. – P. 2479-2484. 6. Wang X.P., Wang J.Y., Zhang H.J., Yu Y.G., Wu J., Gao W.L., Boughton R.I. Thermal pro- perties of cubic KTa1–xNbxO3 crystals//Journal of Applied Physics. – 2008. – Vol. 103. – P. 033513. 7. Bartasyte A., Kreisel J., Peng W., Guilloux- Viry M. Temperature-dependent Raman scat- tering of KTa1–xNbxO3 thin films//Appl. Phys. Lett. – 2010. – Vol. 96. – Р. 262903. 8. Specht E.D., Christen H.-M., Norton D.P., Boat- ner L.A. X-Ray Diffraction Measurement of the Effect of Layer Thickness on the Ferroelectric Transition in Epitaxial KTaO3/KNbO3 Multi- layers//Phys. Rev. Lett. – 1998. – Vol. 80. – P. 4317-4320. 9. Korsah K., Kisner R., Boatner L., Christen H., Paris D. Preliminary investigation of KTN as a surface acoustic wave infrared/thermal detector //Sens. Actu. A.– 2005.– Vol. 119. – P. 358-364. 10. Zheng K.Y., Wei N., Yang F.X., Zhang D.M., Qi Y.J. KTa0.4Nb0.6O3 nanoparticles synthesized through solvothermal method//Front. Phys. China. – 2007. – Vol. 2. – P. 436-439. 11. Hu Y.M., Gu H.S., Hu Z., Di W., Yuan Y., You J., Cao W., Wang Y., Chan H.L.W. Control- lable Hydrothermal Synthesis of KTa1"xNbxO3 Nanostructures with Various Morphologies and Their Growth Mechanisms//Cryst. Grow. De- sign. – 2008. – Vol. 8. – P. 832-837. 12. Hu Y.M., Gu H.S., Zhou D., Wang Z., Chan H.L.W., Wang Y. Orientation-Control Synthesis of KTa0.25Nb0.75O3 Nanorods//J. Am. Ceram. Soc. – 2010. – Vol. 93. – P. 609-613. 13. Андрійко О.О., Коваленко І.В., Черненко, Л.В. Хайнаков С.A., Головіна І.С., Гейфман І.Н., Лисін В.І. Синтез нанокристалічного мета- танталату калію в середовищі розплавлених нітратів//Наукові вісті НТТУ “КПІ”. – 2008. – № 1 (57). – C. 117-122. 14. Golovina I.S., Kolesnik S.P., Geifman I.N., Andriiko A.A. Dielectric Properties and Electron Paramagnetic Resonance Of Nanocrystalline Potassium Tantalate//Ferroelectrics. – 2011. – Vol. 416:1. – P. 133-138. 15. Golovina I.S., Kolesnik S.P., Bryksa V., Strel- chuk V., Yanchuk I.B., Geifman I.N., Khaina- kov S.A., Svechnikov S.V., Morozovska A.N. Defect driven ferroelectricity and magnetism in nanocrystalline KTaO3//Physica B: Condens. Matter. – 2012. – Vol. 407. – P. 614-623. ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКАХ KTa0.7Nb0.3O3 409 16. Головіна І.С., Гейфман І.Н., Прокопів М.М. Особливості діелектричних і магнітно-резо- нансних характеристик нанокристалічного танталату калію//УФЖ. – 2012. – T. 57, № 1. – C. 63-70. 17. Golovina I.S., Bryksa V.P., Strelchuk V.V., Zolo- tovsky A.A., Geifman I.N., Andriiko A.A. Size effects in the temperatures of phase transitions in KNbO3 nanopowder//Journal of Advanced Dielectrics (submitted). 18. Triebwasser S. Study of Ferroelectric Transi- tions of Solid-Solution Single Crystals of KNbO3-KTaO3//Phys. Rev. – 1959. – Vol. 114. – P .63-70. 19. Kugel G.E., Mesli H., Fontana M.D., Rytz D. Experimental and theoretical study of the Raman spectrum in КТа1–хNbxO3 solid solutions//Phys. Rev. B. – 1988. – Vol. 37. – P. 5619-5628. 20. Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и род- ственные им материалы. – М.: Мир, 1981. – 736 с. 21. Baier-Saip A., Ramos-Moor E., Cabrera A.L. Raman study of phase transitions in KNbO3// Solid State Communications. – 2005. – Vol. 135. – P. 367-372. LITERATURA 1. Cohen M.G., Gordon E.I. Electro-optic [KTaxNb1"xO3(KTN)] gratings for light beam modulation and deflection//Appl. Phys. Lett. – 1964. – Vol. 5. – P. 181-182. 2. Chen F.S., Geusic J.E., Kurtz S.K., Skinner J.G., Wemple S. H. Light Modulation and Beam Def- lection with Potassium Tantalate-Niobate Crys- tals//J. Appl. Phys.–1966.– Vol. 37.– P. 388-398. 3. John A. van Raalte, Electro-Optic Effect in Fer- roelectric KTN//J. Opt. Soc. Am. – 1967. – Vol. 57. – P. 671-672. 4. Fox A.J. Nonlinear longitudinal KTN modula- tor//Appl. Opt. – 1975. – Vol. 14. – P. 343-352. 5. Yilmaz S., Venkatesan T., Gerhard-Multhaupt R. Pulsed laser deposition of stoichiometric potas- sium-tantalate niobate films from segmented eva- poration targets//Appl. Phys. Lett. – 1991. – Vol. 58. – P. 2479-2484. 6. Wang X.P., Wang J.Y., Zhang H.J., Yu Y.G., Wu J., Gao W.L., Boughton R.I. Thermal pro- perties of cubic KTa1–xNbxO3 crystals//Journal of Applied Physics. – 2008. – Vol. 103. – P. 033513. 7. Bartasyte A., Kreisel J., Peng W., Guilloux-Vi- ry M. Temperature-dependent Raman scattering of KTa1"xNbxO3 thin films//Appl. Phys. Lett. – 2010. – Vol. 96. – P. 262903. 8. Specht E.D., Christen H.-M., Norton D.P., Boat- ner L.A. X-Ray Diffraction Measurement of the Effect of Layer Thickness on the Ferroelectric Transition in Epitaxial KTaO3/KNbO3 Multi- layers//Phys. Rev. Lett. – 1998. – Vol. 80. – P. 4317-4320. 9. Korsah K., Kisner R., Boatner L., Christen H., Paris D. Preliminary investigation of KTN as a surface acoustic wave infrared/thermal detector //Sens. Actu. A.– 2005.– Vol. 119. – P. 358-364. 10. Zheng K.Y., Wei N., Yang F.X., Zhang D.M., Qi Y.J. KTa0.4Nb0.6O3 nanoparticles synthesized through solvothermal method//Front. Phys. Chi- na. – 2007. – Vol. 2. – P. 436-439. 11. Hu Y.M., Gu H.S., Hu Z., Di W., Yuan Y., You J., Cao W., Wang Y., Chan H.L.W. Control- lable Hydrothermal Synthesis of KTa1"xNbxO3 Nanostructures with Various Morphologies and Their Growth Mechanisms//Cryst. Grow. De- sign. – 2008. – Vol. 8. – P. 832-837. 12. Hu Y.M., Gu H.S., Zhou D., Wang Z., Chan H.L.W., Wang Y. Orientation-Control Syn- thesis of KTa0.25Nb0.75O3 Nanorods//J. Am. Ce- ram. Soc. – 2010. – Vol. 93. – P. 609-613. 13. Andrіjko O.O., Kovalenko І.V., Chernenko, L.V. Hajnakov S.A., Golovіna І.S., Gejfman І.N., Li- sіn V.І. Sintez nanokristalіchnogo metatantalatu kalіyu v seredovischі rozplavlenih nіtratіv//Nau- kovі vіstі NTTU “KPІ”. – 2008. – № 1 (57). – S. 117-122. 14. Golovina I.S., Kolesnik S.P., Geifman I.N., And- riiko A.A. Dielectric Properties and Electron Pa- ramagnetic Resonance Of Nanocrystalline Po- tassium Tantalate//Ferroelectrics. – 2011. – Vol. 416:1. – P. 133-138. 15. Golovina I.S., Kolesnik S.P., Bryksa V., Strel- chuk V., Yanchuk I.B., Geifman I.N., Khaina- kov S.A., Svechnikov S.V., Morozovska A.N. Defect driven ferroelectricity and magnetism in nanocrystalline KTaO3//Physica B: Condens. Matter. – 2012. – Vol. 407. – P. 614-623. 16. Golovіna І.S., Gejfman І.N., Prokopіv M.M. Osoblivostі dіelektrichnih і magnіtno-rezonansnih harakteristik nanokristalіchnogo tantalatu kalіyu //UFZh. – 2012. – T. 57, № 1. – S. 63-70. 17. Golovina I.S., Bryksa V.P., Strelchuk V.V., Zolo- tovsky A.A., Geifman I.N., Andriiko A.A. Size effects in the temperatures of phase transitions in KNbO3 nanopowder//Journal of Advanced Dielectrics (submitted). 18. Triebwasser S. Study of Ferroelectric Transi- tions of Solid-Solution Single Crystals of KNbO3- KTaO3//Phys. Rev. – 1959. – Vol. 114. – P .63-70. И.С. ГОЛОВИНА, В.П. БРЫКСА, В.В. СТРЕЛЬЧУК, В.Е. РОДИОНОВ, В.В. ЛИТВИНЕНКО ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 4, vol. 10, No. 4 ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 4, vol. 10, No. 4410 19. Kugel G.E., Mesli H., Fontana M.D., Rytz D. Experimental and theoretical study of the Raman spectrum in KTa1–хNbxO3 solid solutions//Phys. Rev. B. – 1988. – Vol. 37. – P. 5619-5628. 20. Lajns M., Glass A. Segnetoelektriki i rodstven- nye im materialy. – M.: Mir, 1981. – 736 s. 21. Baier-Saip A., Ramos-Moor E., Cabrera A.L. Raman study of phase transitions in KNbO3// Solid State Communications. – 2005. – Vol. 135. – P. 367-372. ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКАХ KTa0.7Nb0.3O3
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101878
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1999-8074
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T13:09:54Z
publishDate	2012
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
record_format	dspace
spelling	Головина, И.С. Брыкса, В.П. Стрельчук, В.В. Родионов, В.Е. Литвиненко, В.В. 2016-06-08T17:03:43Z 2016-06-08T17:03:43Z 2012 Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃ / И.С. Головина, В.П. Брыкса, В.В. Стрельчук, В.Е. Родионов, В.В. Литвиненко // Физическая инженерия поверхности. — 2012. — Т. 10, № 4. — С. 403-410. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 1999-8074 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101878 538.913 Впервые получены и исследованы Рамановские спектры нанопорошков твердого раствора KTa₀.₇Nb₀.₃O₃. Материал синтезирован по новой технологии. Температурные зависимости интенсивности, ширины и частоты мод В₁(TО₂), А₁(TО₁), В₁(TО₃), А₁(ТО₃) и В₂(TО₃) тщательно проанализированы. Зарегистрировано существенное сужение температурного интервала, охватывающего все фазовые переходы, до 100°, от –130 °С до –30 °С, по сравнению с областью в 500°, от 0 °С до 475 °С, зарегистрированной в нанопорошках KNbО₃. Установлено, что температуры каждого из фазовых переходов сдвигаются различным образом, а именно: низкотемпературный переход осуществляется на 20° ниже, средний – на 15° выше, а сегнето-электрический переход происходит на 20° ниже температур соответствующих переходов в моно-кристаллах KTa₀.₇Nb₀.₃O₃. Вперше отримані і досліджені Раманівські спектри нанопорошків твердого розчину KTa₀.₇Nb₀.₃O₃. Матеріал синтезировано по новій технології. Температурні залежності інтенсивності, ширини і частоти мод В₁(TО₂), А₁(TО₁), В₁(TО₃), А₁(ТО₃) і В₂(TО₃) ретельно про-аналізовані. Зареєстровано суттєвее звуження температурного інтервалу, який охоплює всі фазові переходи, до 100°, від –130 °С до –30 °С, порівняно із областю 500°, від 0 °С до 475 °С, зареєстрованій у нанопорошках KNbО₃. Встановлено, що температури кожного із фазових переходів зсуваються по-різному, а саме: низькотемпературний перехід відбувається на 20° нижче, середній – на 15° вище, а сегнетоелектричний перехід происходит на 20° нижче температур відповідних переходів у монокристалах KTa₀.₇Nb₀.₃O₃. Raman spectra of the nanopowder solid solution KTa₀.₇Nb₀.₃O₃ were obtained and investigated for the first time. The compound was synthesized by a new technology. Temperature dependences of the in-tensity, width and frequency of the В₁(TО₂), А₁(TО₁), В₁(TО₃), А₁(ТО₃) and В₂(TО₃) modes are thoroughly analyzed. A significant narrowing of the temperature interval, including three phase transitions, is registered. The interval amounts 100°, from about –130 °С to –30 °С. In nanopowders KNbО₃ the interval is almost 500°, from 0 °С to 475 °С. It was found that the temperatures of each of the phase transitions are shifted in different way, in particular: a low-temperature transition at 20° lower, the middle transition at 10° higher, and a ferroelectric phase transition occurs at 10° lower than the corres-ponding transitions in macrocrystals KTa₀.₇Nb₀.₃O₃. ru Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України Физическая инженерия поверхности Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃ Article published earlier
spellingShingle	Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃ Головина, И.С. Брыкса, В.П. Стрельчук, В.В. Родионов, В.Е. Литвиненко, В.В.
title	Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃
title_full	Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃
title_fullStr	Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃
title_full_unstemmed	Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃
title_short	Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃
title_sort	особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках kta₀.₇nb₀.₃o₃
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101878
work_keys_str_mv	AT golovinais osobennostifazovyhperehodovvnanorazmernyhporoškahkta07nb03o3 AT bryksavp osobennostifazovyhperehodovvnanorazmernyhporoškahkta07nb03o3 AT strelʹčukvv osobennostifazovyhperehodovvnanorazmernyhporoškahkta07nb03o3 AT rodionovve osobennostifazovyhperehodovvnanorazmernyhporoškahkta07nb03o3 AT litvinenkovv osobennostifazovyhperehodovvnanorazmernyhporoškahkta07nb03o3

Особенности фазовых переходов в наноразмерных порошках KTa₀.₇Nb₀.₃O₃

Репозитарії

Схожі ресурси