Глава 4. Исследования по сегнетоэлектричеству

1. Из истории сегнетоэлектричества

Работы по сегнетоэлектричеству принадлежат к числу наиболее известных трудов Игоря Васильевича. Как и многие другие исследования по физике твердого тела, он выполнял их в тесном сотрудничестве с Павлом Павловичем Кобеко и другими ленинградскими коллегами (В. И. Бернашевским, М. А. Еремеевым, Б. В. Курчатовым, Г. Я. Щепкиным). После выделения из ЛФТИ Харьковского ФТИ заметную часть работы Курчатов перенес на Украину, сотрудничая там с А.К.Вальтером и К. Д. Синельниковым. Просматривая соответствующие публикации и архивные документы, можно увидеть, что экспериментаторы группы Курчатова тесно взаимодействовали с теоретиками - Л. Д. Ландау и Я. И. Френкелем [см., например, 37]. Более того, допустимо предположить, что работы Ландау по фазовым переходам (1937 г.) и Френкеля - по физике диэлектриков и ориентационному плавлению возникли не без влияния обсуждения природы сегнетоэлектрических явлений и размышлений об их специфических свойствах. В ряде статей Курчатова и его книге [38] упоминается разрабатывавшаяся Ландау теория сегнетоэлектрических явлений, однако в печатных работах Ландау соответствующая публикация не обнаружена.

Изложению первых работ Курчатова по сегнетоэлектричеству уместно предпослать выдержку из статьи А. Ф. Иоффе: "Во всей своей силе талант Игоря Васильевича проявился в открытии и изучении сегнетоэлектричества. Ряд аномалий в диэлектрических свойствах сегнетовой соли был описан и до него. Курчатов интуитивно заподозрил в этих аномалиях проявление новых сторон в поведении диэлектриков" [39, с. 613]. Добавим, что в данном случае ярко проявилась способность Игоря Васильевича переходить от некоторых частных закономерностей к расширению области их проявления, к установлению целого класса эффектов, представляющих собой новую область физики.

Первая по времени работа Кобеко и Курчатова по сегнетоэлектрикам была опубликована в марте 1930 г. [40]. В статье специально отмечено, что на существование аномальных свойств сегнетовой соли авторам указал Н. Н. Андреев (1880-1970). Николай Николаевич Андреев, пришедший в ЛФТЛ практически одновременно с Курчатовым, но уже зрелым ученым, и организовавший в ней отдел акустики, разумеется, интересовался вопросами Павел Павлович Кобско. шо г. пьезоэлектричества. К рассматриваемому времени в физической литературе уже обсуждались "диэлектрические аномалии" в свойствах сегнетовой соли - двойной натрокалиевой соли винной кислоты: NaKC₄H₄О₆-4H₂О.

Наряду со статьями Д. А. Андерсона [41] и В. Г. Кеди [42], опубликованными в труднодоступных для советских физиков изданиях США, с 1920 г. в журнале "Physical Review" начали публиковаться сообщения на эту тему Джозефа Валашека (Миннесотский университет). Поначалу это были краткие (объемом в 1 страницу печатного текста, без формул и графиков) тезисы докладов на заседаниях Американского физического общества (апрель [43, а] и декабрь [44, а] 1920 г.). Исходя из изученных им особенностей процессов зарядки и разрядки конденсатора с диэлектриком из сегнетовой соли, нелинейной зависимости заряда от приложенной разности потенциалов, наблюденных Андерсоном, Валашек сообщал об установлении им явления гистерезиса в сегнетовой соли, аналогичного хорошо известному гистерезису ферромагнетиков. При этом Валашек указал на возможность существования постоянной поляризации кристалла соли в отсутствие внешнего электрического поля. Следующая публикация Валашека [43, б] содержала важные сведения о температурном ходе поляризуемости соли, отличающем ее от обычных пьезоэлектриков. Пьезоэффект (величина пьезоэлектрического модуля) особенно сильно проявлялся в соли в интервале температур от -20 до +50 °C; соответствующий коэффициент имеет в этой области два максимума. Аналогичные максимумы Валашек наблюдал и при измерении величины диэлектрической проницаемости е по разряду конденсатора. Оба эти эффекта имели место только в направлении одной из кристаллографических осей монокристалла соли; по двум другим осям значения е были обычными.

Все эти соображения и утверждения, высказанные в еще более определенной форме и сопровождавшиеся описанием соответствующих экспериментов, были опубликованы Валашеком в ряде подробных статей. В первой из них [44, б] говорится и об электрическом гистерезисе, график которого приводится в статье, и о спонтанной поляризации, и об одинаковом температурном ходе пьезоэлектрических модулей и величины ε. Именно пьезоэффектом в сегнетовой соли, что существенно подчеркнуть, более всего интересуется американский автор. Это отражено в названиях всех его указанных выше публикаций. Валашек говорит и о "точках Кюри" для сегнетовой соли. Максимальное значение ε в ее кристалле он нашел равным 1300. Как следует из приведенной в статье таблицы, это значение в сильной степени зависит от материала электродов конденсатора. Валашек отмечает разброс в значениях ε от образца к образцу, а также на одном и том же образце, разделенных по времени; величина ε зависела, наконец, и от условий опыта.

Теоретического описания явления Валашек не дал, указав, что наблюдаемые аномально большие значения ε связаны, вероятно, с поляризационным смещением (под действием поля) "полусвободных зарядов" - ионов Н⁺ и О^- кристаллизационной воды молекулы соли.

опт цветы http://flori.in.ua/1211-dostavka-flowers-cherkassy.html подарки для него