Nowadays the ferroelectrics containing of several feroically active sublattices are very attractive, because interactions between these sublattices can caused novel phenomena. Antiferroelectrics, ferrielectrics and multiferoics belong to these materials. In this work new crystalline materials MNP2X6 (M = Cu, Ag; N=In, Cr, Bi; X=S, Se) were investigated, which have ferrielectric and multiferoic properties. The dielectric and electric properties of above mentioned materials have been investigated by broadband dielectric spectroscopy methods, which allows to analyze the collective processes related to order – disorder and displacive phase transitions, ions migration and freezing of dipoles (glassy state) in wide temperature (25 K - 500 K) and frequency (10-5 HZ - 3 GHz) ranges. By substitution or doping it becomes possible to tailor the ferroelectric materials to different properties. In this work is determined that the substitution of 10% Cu ions by Ag ions shifts the phase transition temperature of CuInP2S6 crystal toward lower temperatures while the addition of In ions shifts the phase transitions temperature toward the higher ones. The phase transition temperature difference is about 50 K for mentioned crystals. If the ferroelectric crystal CuInP2S6 is mixed with the antiferroelectric CuCrP2S6 the dipole glass phase occupies the middle of the phase diagram. The distribution of relaxation times has been calculated from the broadband dielectric spectra of dipolar glasses. The... [to full text] / Šiai dienai ypač populiarūs ferroelektrikai susidedantys iš kelių feroiškai aktyvių subgardelių, kurių persitvarkymas fazinio virsmo temperatūroje atskleidžia naujų, dar neaprašytų reiškinių. Prie šių medžiagų priskiriami antiferoelektrikai, ferielektrikai ir multiferoikai. Šiame darbe buvo tiriama nauja medžiagų šeimos MNP2X6 (M = Cu, Ag; N=In, Cr, Bi; X=S, Se ), kurios pasižymi ferielektrinėmis bei multiferoinėmis savybėmis, ir kurių dielektrines ir elektrines savybes galima efektyviai keisti įvedant priemaišas. Minėtų medžiagų dielektrinės ir elektrinės savybės buvo tiriamos dielektrinės spektroskopijos metodais, kurie leidžia tirti kristalų kolektyvinius reiškinius susijusius su tvarkos – netvarkos bei poslinkio tipo faziniais virsmais, jonų migracija bei dipolių užšalimu (stiklėjimu) plačiame dažnių (10-5 Hz iki 3 GHz) bei temperatūrų (25 K iki 500 K) intervaluose. Įvedus 10% Ag jonų vietoj Cu jonų ferielektriniame kristale CuInP2S6 fazinio virsmo temperatūra pasislenka į žemesnias temperatūras, o padidinus indžio koncentraciją fazinio virsmo temperatūra pasislenka į aukštesnes temperatūras. Minėtų kristalų fazinių virsmų temperatūrų skirtumas 50 K. Sumaišius skirtingomis proporcijomis feroelektriką (CuInP2S6) su antiferoelektriku (CuCrP2S6) stebima dipolinio stiklo fazė. Iš dielektrinių matavimų stiklo fazėje buvo paskaičiuota relaksacijos trukmių pasiskirstymo funkcija, kurios aprašymas dvigubos potencialinės duobės modeliu leido susieti mikroskopinius kristalo... [toliau žr. visą tekstą]

Šiai dienai ypač populiarūs ferroelektrikai susidedantys iš kelių feroiškai aktyvių subgardelių, kurių persitvarkymas fazinio virsmo temperatūroje atskleidžia naujų, dar neaprašytų reiškinių. Prie šių medžiagų priskiriami antiferoelektrikai, ferielektrikai ir multiferoikai. Šiame darbe buvo tiriama nauja medžiagų šeimos MNP2X6 (M = Cu, Ag; N=In, Cr, Bi; X=S, Se ), kurios pasižymi ferielektrinėmis bei multiferoinėmis savybėmis, ir kurių dielektrines ir elektrines savybes galima efektyviai keisti įvedant priemaišas. Minėtų medžiagų dielektrinės ir elektrinės savybės buvo tiriamos dielektrinės spektroskopijos metodais, kurie leidžia tirti kristalų kolektyvinius reiškinius susijusius su tvarkos – netvarkos bei poslinkio tipo faziniais virsmais, jonų migracija bei dipolių užšalimu (stiklėjimu) plačiame dažnių (10-5 Hz iki 3 GHz) bei temperatūrų (25 K iki 500 K) intervaluose. Įvedus 10% Ag jonų vietoj Cu jonų ferielektriniame kristale CuInP2S6 fazinio virsmo temperatūra pasislenka į žemesnias temperatūras, o padidinus indžio koncentraciją fazinio virsmo temperatūra pasislenka į aukštesnes temperatūras. Minėtų kristalų fazinių virsmų temperatūrų skirtumas 50 K. Sumaišius skirtingomis proporcijomis feroelektriką (CuInP2S6) su antiferoelektriku (CuCrP2S6) stebima dipolinio stiklo fazė. Iš dielektrinių matavimų stiklo fazėje buvo paskaičiuota relaksacijos trukmių pasiskirstymo funkcija, kurios aprašymas dvigubos potencialinės duobės modeliu leido susieti mikroskopinius kristalo... [toliau žr. visą tekstą] / Nowadays the ferroelectrics containing of several feroically active sublattices are very attractive, because interactions between these sublattices can caused novel phenomena. Antiferroelectrics, ferrielectrics and multiferoics belong to these materials. In this work new crystalline materials MNP2X6 (M = Cu, Ag; N=In, Cr, Bi; X=S, Se) were investigated, which have ferrielectric and multiferoic properties. The dielectric and electric properties of above mentioned materials have been investigated by broadband dielectric spectroscopy methods, which allows to analyze the collective processes related to order – disorder and displacive phase transitions, ions migration and freezing of dipoles (glassy state) in wide temperature (25 K - 500 K) and frequency (10-5 HZ - 3 GHz) ranges. By substitution or doping it becomes possible to tailor the ferroelectric materials to different properties. In this work is determined that the substitution of 10% Cu ions by Ag ions shifts the phase transition temperature of CuInP2S6 crystal toward lower temperatures while the addition of In ions shifts the phase transitions temperature toward the higher ones. The phase transition temperature difference is about 50 K for mentioned crystals. If the ferroelectric crystal CuInP2S6 is mixed with the antiferroelectric CuCrP2S6 the dipole glass phase occupies the middle of the phase diagram. The distribution of relaxation times has been calculated from the broadband dielectric spectra of dipolar glasses. The... [to full text]

In the dissertation AVBVICVII type compounds are analyzed theoretically and experimentally. Theoretical studies were carried out using Density Functional Theory (DFT), along with the Full Potential Linearized Augmented Plane Wave (FP-LAPW) method and the Generalized Gradient Approximation (GGA). For calculations Wien2k and PHONON comp. packages were used. Experimental studies were performed using spectroscopic ellipsometry method and measuring permittivity (electrical capacitance) as a function of temperature. The study discusses AVBVICVII type compounds’ inter-atomic chemical bonding, the electronic structure, optical properties, lattice dynamics, vibrational thermodynamic functions and dielectric properties in the paraelectric, ferroelectric and antiferroelectric phases. / Disertacijoje teoriškai ir eksperimentiškai nagrinėjami AVBVICVII tipo junginiai. Teoriniai tyrimai atlikti naudojantis tankio funkcionalo teorija kartu su pilno potencialo tiesinių padidintų plokščių bangų metodu ir apibendrinto gradiento aproksimacija. Skaičiavimams naudoti Wien2k ir PHONON komp. paketai. Eksperimentiniai tyrimai buvo atliekami naudojantis spektroskopinės elipsometrijos metodais bei matuojant dielektrinės skvarbos (elektrinės talpos) priklausomybes nuo temperatūros. Darbe nagrinėjamas AVBVICVII tipo junginių tarpatominis cheminis ryšys, elektroninė struktūra, optinės savybės, gardelės dinamika, virpesių termodinaminės funkcijos ir dielektriniai pokyčiai paraelektrinėje, feroelektrinėje ir antiferoelektrinėje fazėse.

The aim of doctoral dissertation „Grain Size Effect on Dielectric Properties of Ferroelectrics and Relaxors“ by Maksim Ivanov is to investigate, how grain size of ceramics and powders of a few ferroelectrics and relaxors influences macroscopic dielectric properties. The studied materials are powders of a relaxor PbMg⅓Nb⅔O3 (PMN), ceramics of a relaxor with a spontaneous phase transition PbSc½Nb½O3 (PSN), ceramics of a ferroelectric 0.36BiScO3-0.64PbTiO3, and ceramics of Ba2SnO4, which were compared to a better investigated BaSnO3. Investigations were performed in broad frequency (100 Hz – 55 GHz) and temperature (30 K – 1000 K) ranges. Experimental investigations and modelling showed, that bulk properties of relaxor materials are heavily influenced by polar nanoregions, but they do not fully determine them. Morphology of the material (i.e. grain size of ceramics) determines growth and interactions of the nanoregions, thus influencing bulk properties. Moreover, effective medium approximation can explain evolution of dielectric properties of ferroelectrics and relaxors only if dependence of bulk properties on grain size is known. The most interesting result is, that there exist polar entities in ferroelectrics, which are different from ferroelectric domains and are similar to polar nanoregions in relaxors. Their contribution to dielectric permittivity can be comparable to all other contributions. Dimensions of these entities depend on grain size in accordance with Kittel's law. / Maksimo Ivanovo daktaro disertacijos tema yra “Grūdų dydžio įtaka dielektrinėms feroelektrikų ir relaksorių savybėms”. Šio darbo tikslas yra ištirti, kaip keramikų ar miltelių grūdų dydis įtakoja makroskopiškai stebimas kelių feroelektrikų bei feroelektrinių relaksorių dielektrines savybes. Tirtos medžiagos yra klasikinio relaksoriuas PbMg⅓Nb⅔O3 (PMN) milteliai, relaksoriaus su savaiminiu feroelektriniu faziniu virsmu PbSc½Nb½O3 (PSN) keramikos, feroelektriko 0.36BiScO3-0.64PbTiO3 keramikos, bei Ba2SnO4 keramiką, kuri buvo palyginta su kiek labiau žinoma BaSnO3 keramika. Tyrimai buvo atlikti plačiame dažnių (100 Hz – 55 GHz) bei temperatūrų (30 K – 1000 K) intervaluose. Eksperimentiniai tyrimai bei modeliavimai parodė, kad polinės nanosritys labai stipriai įtakoja tūrines relaksorių savybes, tačiau jų neapsprendžia. Medžiagos morfologija (antai keramikų grūdų dydis) lemia nanosričių augimą bei tarpusavio sąveikas, tokiu būdų įtakojamos tūrinės savybės. Be to, efektyvios terpės aproksimacija gali paaiškinti feroelektrikų ir relaksorių dielektrinių savybių priklausomybę nuo grūdų dydžio tik, jei žinomas sąryšis tarp dydžio ir tūrinių savybių. Įdomiausia yra tai, kad feroelektrikuose yra objektų, kurie nėra feroelektriniai domenai ir yra panašūs į relaksorių polines nanosritis. Jų indėlis į dielektrinę skvarbą gali būti palyginamas su visų kitų procesų (pvz. domenų sienelių ir polinių modų) indėliais. Šių objektų dydis priklauso nuo grūdų dydžio pagal Kittel'io dėsnį.

Maksimo Ivanovo daktaro disertacijos tema yra “Grūdų dydžio įtaka dielektrinėms feroelektrikų ir relaksorių savybėms”. Šio darbo tikslas yra ištirti, kaip keramikų ar miltelių grūdų dydis įtakoja makroskopiškai stebimas kelių feroelektrikų bei feroelektrinių relaksorių dielektrines savybes. Tirtos medžiagos yra klasikinio relaksoriuas PbMg⅓Nb⅔O3 (PMN) milteliai, relaksoriaus su savaiminiu feroelektriniu faziniu virsmu PbSc½Nb½O3 (PSN) keramikos, feroelektriko 0.36BiScO3-0.64PbTiO3 keramikos, bei Ba2SnO4 keramiką, kuri buvo palyginta su kiek labiau žinoma BaSnO3 keramika. Tyrimai buvo atlikti plačiame dažnių (100 Hz – 55 GHz) bei temperatūrų (30 K – 1000 K) intervaluose. Eksperimentiniai tyrimai bei modeliavimai parodė, kad polinės nanosritys labai stipriai įtakoja tūrines relaksorių savybes, tačiau jų neapsprendžia. Medžiagos morfologija (antai keramikų grūdų dydis) lemia nanosričių augimą bei tarpusavio sąveikas, tokiu būdų įtakojamos tūrinės savybės. Be to, efektyvios terpės aproksimacija gali paaiškinti feroelektrikų ir relaksorių dielektrinių savybių priklausomybę nuo grūdų dydžio tik, jei žinomas sąryšis tarp dydžio ir tūrinių savybių. Įdomiausia yra tai, kad feroelektrikuose yra objektų, kurie nėra feroelektriniai domenai ir yra panašūs į relaksorių polines nanosritis. Jų indėlis į dielektrinę skvarbą gali būti palyginamas su visų kitų procesų (pvz. domenų sienelių ir polinių modų) indėliais. Šių objektų dydis priklauso nuo grūdų dydžio pagal Kittel'io dėsnį. / The aim of doctoral dissertation „Grain Size Effect on Dielectric Properties of Ferroelectrics and Relaxors“ by Maksim Ivanov is to investigate, how grain size of ceramics and powders of a few ferroelectrics and relaxors influences macroscopic dielectric properties. The studied materials are powders of a relaxor PbMg⅓Nb⅔O3 (PMN), ceramics of a relaxor with a spontaneous phase transition PbSc½Nb½O3 (PSN), ceramics of a ferroelectric 0.36BiScO3-0.64PbTiO3, and ceramics of Ba2SnO4, which were compared to a better investigated BaSnO3. Investigations were performed in broad frequency (100 Hz – 55 GHz) and temperature (30 K – 1000 K) ranges. Experimental investigations and modelling showed, that bulk properties of relaxor materials are heavily influenced by polar nanoregions, but they do not fully determine them. Morphology of the material (i.e. grain size of ceramics) determines growth and interactions of the nanoregions, thus influencing bulk properties. Moreover, effective medium approximation can explain evolution of dielectric properties of ferroelectrics and relaxors only if dependence of bulk properties on grain size is known. The most interesting result is, that there exist polar entities in ferroelectrics, which are different from ferroelectric domains and are similar to polar nanoregions in relaxors. Their contribution to dielectric permittivity can be comparable to all other contributions. Dimensions of these entities depend on grain size in accordance with Kittel's law.