References

alternative

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)

1608-8298

Международный издательский дом научной периодики "Спейс

alternative-11

Research Article

НАУЧНЫЕ ОБЗОРЫ

SCIENTIFIC REVIEWS

МАГНИТОДОМЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ В МОНО- И ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ

MAGNETODOMAIN EFFECTS IN MONO- AND POLYCRYSTALLINE FERROELECTRIC MATERIALS

Гриднев

С. А.

Gridnev

S. A.

заслуженный деятель науки РФ, почетный работник высшего профес-сионального образования РФ, д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры физики твердого тела ВГТУ, Соросовский профессор, член Научного совета по физике сегнетоэлектриков и диэлектриков РАН.

Honoured Science Worker of Russian Federation, Honourable Worker ofprofessional high education of Russian Federation, Doctor of physical-mathematical sciences, Professor of the solid state physic department, Voronezh State Technical University, Soros Professor, a member of the scientific council on ferroelectric and dielectric physics of the Russian Academy ofSciences.

s_gridnev@mail.ru

Воронежский государственный технический университетРоссияVoronezh State Technical UniversityRussian Federation

2015

06112015

031727

2015

Международный издательский дом научной периодики "Спейс

https://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNotice

https://www.isjaee.com/jour/article/view/11

Сделан краткий анализ результатов исследований по влиянию постоянного магнитного поля на кинетику доменной структуры и диэлектрические свойства моно- и поликристаллических сегнетоэлектриков. Рассмотрены магнитодоменные взаимодействия в сегнетоэлектриках, приводящие к изменению характеристик детерминированного хаоса, диэлектрической релаксации и магнитодиэлектрического эффекта. Обсуждается механизм возникновения магнитного момента, создаваемого током переполяризации, при боковом движении 180° доменной стенки.

A brief analysis of the research data on the influence of constant magnetic field in the kinetics of domain structure and dielectric properties of mono- and polycrystalline ferroelectrics was made. Magnetodomain interactions in ferroelectrics leading to a change in characteristics of deterministic chaos, dielectric relaxation and magnetodielectric effect have been considered. The mechanism of the magnetic moment appearing at a lateral movement of 180° ferroelectric domain wall is discussed.

сегнетоэлектрикмагнитодиэлектрический эффектразмытый фазовый переходдоменная границамагнитный моментдетерминированный хаосдиэлектрическая релаксация

ferroelectricmagnetodielectric effectdiffused phase transitiondomain boundarymagnetic momentdeterministic chaosdielectric relaxation

References1

Fiebig М. Revival of the magnetoelectric effect // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. Vol. 38. P. R1-R30.

Fiebig M. Revival of the magnetoelectric effect // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. Vol. 38. P. R1-R30.

Моргунов Р.Б. Спиновая микромеханика в физике пластичности // Успехи физических наук. 2004. Т. 174, № 2. С. 131-153.

Morgunov R.B. Spinovaâ mikromehanika v fizike plastičnosti // Uspehi fizičeskih nauk. 2004. T. 174, № 2. S. 131-153.

Звездин А.К., Пятаков А.П. Фазовые переходы и гигантский магнитоэлектрический эффект в мультиферроиках // УФН. 2004. Т. 174, № 4. С. 465-470.

Zvezdin А.K., Pâtakov А.P. Fazovye perehody i gigantskij magnitoèlektričeskij èffekt v mul'tiferroikah // UFN. 2004. T. 174, № 4. S. 465-470.

Jing Ma, Jiamian Hu, Zheng Li, and Ce-Wen Nan. Recent progress in multiferroic magnetoelectric composites: from bulk to thin films // Adv. Mater. 2011. Vol. 23. P. 1062–1087.

Schmid H. Introduction to the Proceedings of the 2-nd international conference on magnetoelectric interaction phenomena in crystals, MEIPIC-2 // Ferroelectrics. 1994. Vol. 161. P. 1-28.

Чупис И.Е. Усиление магнитоэлектрического эффекта в тонких сегнетоэлектрических слоях // Физика твердого тела. 2003. Т. 45, № 7. С. 1225-1227.

Čupis I.E. Usilenie magnitoèlektričeskogo èffekta v tonkih segnetoèlektričeskih sloâh // Fizika tverdogo tela. 2003. T. 45, № 7. S. 1225-1227.

Левин М.Н., Постников В.В., Палагин М.Ю., Косцов А.М. Воздействие слабых импульсных магнитных полей на кристаллы триглицинсульфата // Физика твердого тела. 2003. Т. 45, № 3. С. 513-517.

Levin M.N., Postnikov V.V., Palagin M.Û., Koscov А.M. Vozdejstvie slabyh impul'snyh magnitnyh polej na kristally triglicinsul'fata // Fizika tverdogo tela. 2003. T. 45, № 3. S. 513-517.

Берсукер И.Б., Вехтер Б.Г., Зенченко В.П., Исмаилзаде И.Г., Исмаилов P.M., Рез И.С. Магнитное управление нелинейными диэлектрическими свойствами полярных кристаллов // Письма в ЖЭТФ. 1980. Т. 32, № 9. С. 549-551.

Bersuker I.B., Vehter B.G., Zenčenko V.P., Ismailzade I.G., Ismailov P.M., Rez I.S. Magnitnoe uprav-lenie nelinejnymi dièlektričeskimi svojstvami polârnyh kristallov // Pis'ma v ŽÈTF. 1980. T. 32, № 9. S. 549-551.

Новосильцев В.Н., Ролов Б.Н. Влияние постоянного магнитного поля на сегнетоэлектрический фазовый переход // Уч. зап. Латв. ун-та. 1973. Т. 195. Вып. 5. С. 163-168.

Novosil'cev V.N., Rolov B.N. Vliânie postoânnogo magnitnogo polâ na segnetoèlektričeskij fazovyj perehod // Uč. zap. Latv. un-ta. 1973. T. 195. Vyp. 5. S. 163-168.

Toledano P. Magnetoelectric symmetry and the Landau theory of phase transitions // Ferroelectrics. 1994. Vol. 161. P. 257-273.

Флерова С.А., Чупис И.Е. О магнитном моменте, возникающем при движении сегнетоэлектрической доменной границы в молибдате гадолиния // Изв. РАН. Сер. физ. 1993. Т. 57, № 3. С. 20-22.

Flerova S.А., Čupis I.E. O magnitnom momente, voznikaûŝem pri dviženii segnetoèlektričeskoj domennoj granicy v molibdate gadoliniâ // Izv. RАN. Ser. fiz. 1993. T. 57, № 3. S. 20-22.

Моисеев С.И., Нечаев В.Н. О силе, действующей на движущиеся границы раздела в сегнетоэлектриках-сегнетоэластиках в магнитном поле // Изв. РАН, Серия физическая. 1997. Т. 61, № 5. С. 945-949.

Moiseev S.I., Nečaev V.N. O sile, dejstvuûŝej na dvižuŝiesâ granicy razdela v segnetoèlektrikahsegnetoèlastikah v magnitnom pole // Izv. RАN, Seriâ fizičeskaâ. 1997. T. 61, № 5. S. 945-949.

Флерова С.А., Бочков О.Е., Цинман И.Л. Влияние магнитного поля на сегнетоэлектрический фазовый переход в титанате бария // Физика твердого тела. 1982. Т. 24, № 8. С. 2505-2507.

Flerova S.А., Bočkov O.E., Cinman I.L. Vliânie magnitnogo polâ na segnetoèlektričeskij fazovyj perehod v titanate bariâ // Fizika tverdogo tela. 1982. T. 24, № 8. S. 2505-2507.

Крохмаль Ю.Д., Бочков О.Е., Кудзин А.Ю., Флерова С.А. Влияние магнитного поля на фотоиндуцированный сдвиг температуры Кюри кристаллов Sn2P2S6 // Изв. АН СССР. Серия физическая. 1983. Т. 47, № 4. С. 734-735.

Krohmal' Û.D., Bočkov O.E., Kudzin А.Û., Flerova S.А. Vliânie magnitnogo polâ na fotoinducirovannyj sdvig temperatury Kûri kristallov Sn2P2S6 // Izv. АN SSSR. Seriâ fizičeskaâ. 1983. T. 47, № 4. S. 734-735.

Магомедов М.Н. Об изменении параметров фазового перехода в магнитном поле // Письма в ЖТФ. 2002. Т. 28, № 3. С. 73-79.

Magomedov M.N. Ob izmenenii parametrov fazovogo perehoda v magnitnom pole // Pis'ma v ŽTF. 2002. T. 28, № 3. S. 73-79.

Иванов С.А., Курлов В.Н., Пономарев Б.К., Редькин Б.С. Влияние намагничивания парамагнитных кристаллов Gd2(MoO4)3 и Тb2(МоO4)3 на их электрическую поляризацию // Изв. РАН. Серия физическая. 1992. Т. 56, № 10. С.146-149.

Ivanov S.А., Kurlov V.N., Ponomarev B.K., Red'kin B.S. Vliânie namagničivaniâ paramagnitnyh kristallov Gd2(MoO4)3 i Tb2(MoO4)3 na ih èlektričeskuû polârizaciû // Izv. RАN. Seriâ fizičeskaâ. 1992. T. 56, № 10. S.146-149.

Флерова С.А., Бочков О.Е. Влияние магнитного поля на поведение кристаллов BaTiO3 вблизи сегнетоэлектрического фазового перехода // Кристаллография. 1982. Т. 27, № 1. С. 198-201.

Flerova S.А., Bočkov O.E. Vliânie magnitnogo polâ na povedenie kristallov BaTiO3 vblizi segnetoèlektričeskogo fazovogo perehoda // Kristallografiâ. 1982. T. 27, № 1. S. 198-201.

Флерова С.А., Цинман И.Л. Влияние магнитного поля на формирование доменной структуры Gd2(MoO4)3 в области фазового перехода // Кристаллография. 1987. Т. 32, № 4. С. 1047-1048.

Flerova S.А., Cinman I.L. Vliânie magnitnogo polâ na formirovanie domennoj struktury Gd2(MoO4)3 v oblasti fazovogo perehoda // Kristallografiâ. 1987. T. 32, № 4. S. 1047-1048.

Флерова С.А., Бочков O.E. Влияние магнитного поля на фазовую границу в кристаллах ВаТiO3 // Письма в ЖЭТФ. 1981. Т. 33, № 1. С. 37-40.

Flerova S.А., Bočkov O.E. Vliânie magnitnogo polâ na fazovuû granicu v kristallah VaTiO3 // Pis'ma v ŽÈTF. 1981. T. 33, № 1. S. 37-40.

Попов С.А., Тихомирова Н.А., Флерова С.А. Взаимодействие движущихся доменных границ с магнитным полем в Gd2(MoO4)3 // Кристаллография. 1985. Т. 30, № 3. С. 608-609.

Popov S.А., Tihomirova N.А., Flerova S.А. Vzaimodejstvie dvižuŝihsâ domennyh granic s magnitnym polem v Gd2(MoO4)3 // Kristallografiâ. 1985. T. 30, № 3. S. 608-609.

Flerova S.А., Cinman I.L. Vliânie magnitnogo polâ na formirovanie domennoj struktury Gd2(MoO4)3 v oblasti fazovogo perehoda // Kristallografiâ. 1987. T. 32, № 4. S. 1047-1048.

Орлов О.Л., Попов С.А., Флерова С.А., Цинман И.Л. Магнитный момент, связанный с движущейся доменной стенкой сегнетоэлектрика // Письма в ЖТФ. 1988. Т. 14, № 2. С. 118-121.

Orlov O.L., Popov S.А., Flerova S.А., Cinman I.L. Magnitnyj moment, svâzannyj s dvižuŝejsâ do-mennoj stenkoj segnetoèlektrika // Pis'ma v ŽTF. 1988.

Beige H., Diestelhorst M., Forster R., Albers J., Muser H.E. Chaos near structural phase transition // Ferroelectrics. 1990. Vol. 104. P. 355-360.

T. 14, № 2. S. 118-121.

Дрождин С.Н., Камышева Л.Н. Хаос в водородсодержащих сегнетоэлектрических кристаллах // Кристаллография. 1991. Т. 36, № 4. С. 925-930.

Beige H., Diestelhorst M., Forster R., Albers J., Muser H.E. Chaos near structural phase transition // Ferroelectrics. 1990. Vol. 104. P. 355-360.

Гриднев С.А., Дрождин К.С., Шмыков В.В. Влияние магнитного поля на стартовые поля хаоса в кристалле триглицинсульфата // Физика твердого тела. 2000. Т. 42, № 2. С. 318-321.

Droždin S.N., Kamyševa L.N. Haos v vodorodsoderžaŝih segnetoèlektričeskih kristallah // Kristallografiâ. 1991. T. 36, № 4. S. 925-930.

Gridnev S.A., Drozhdin K.S., Shmykov V.V. Effect of a permanent magnetic field on chaotic oscillations in a ferroelectric TGS crystal // Phys. Stat. Sol. (b). 1999. Vol. 214. P. R7-R8.

Gridnev S.А., Droždin K.S., Šmykov V.V. Vliânie magnitnogo polâ na startovye polâ haosa v kristalle triglicinsul'fata // Fizika tverdogo tela. 2000. T. 42, № 2. S. 318-321.

Sagdeev R.Z., Usikov D.A., Zaslavsky G.M. Nonlinear Physics. From the Pendulum to Turbulence and Chaos. Switzerland: Harwood academic publishers, 1992.

Gridnev S.A., Drozhdin K.S., Shmykov V.V. Effect of a permanent magnetic field on chaotic oscillations in a ferroelectric TGS crystal // Phys. Stat. Sol. (b). 1999. Vol. 214. P. R7-R8.

Дрождин С.Н. Динамика макроскопической поляризации спонтанно-поляризованных диэлектриков, дис. … д-ра физ.-мат. наук, Воронеж, 1993.

Sagdeev R.Z., Usikov D.A., Zaslavsky G.M. Nonlinear Physics. From the Pendulum to Turbulence and Chaos. Switzerland: Harwood academic publishers, 1992.

Гриднев С.А., Дрождин К.С., Шмыков В.В. Влияние постоянного магнитного поля на диэлектрическую релаксацию в GMO // Кристаллография. 1997. Т. 42. № 6. С. 1135-1136.

Droždin S.N. Dinamika makroskopičeskoj polârizacii spontanno-polârizovannyh dièlektrikov, dis. … d-ra. fiz.-mat. nauk, Voronež, 1993.

Кенциг В. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. М.: Иностр. лит-ра, 1960. С. 109.

Gridnev S.А., Droždin K.S., Šmykov V.V. Vliânie postoânnogo magnitnogo polâ na dièlektričeskuû relaksaciû v GMO // Kristallografiâ. 1997. T. 42. № 6. S. 1135-1136.

Garanin D.A., Luchnikov А.Р., Lutovinov V.S. The influence of a magnetic field on dielectric relaxation processes // J. Phys. France. 1990. Vol. 51. P. 1229-1238.

Kencig V. Segnetoèlektriki i antisegnetoèlektriki. M.: Inostr. lit-ra, 1960. S. 109.

Гриднев С.А., Попов С.В. Релаксация метастабильных состояний в области размытого фазового перехода в K0,5Bi0,5TiO3 – PbZrO3 // Изв. РАН, серия физическая. 1997. Т. 61, № 2. С. 232-237.

Garanin D.A., Luchnikov А.R., Lutovinov V.S. The influence of a magnetic field on dielectric relaxation processes // J. Phys. France. 1990. Vol. 51. P. 1229-1238.

Gridnev S.A., Popov S.V., Beige H. Dielectric relaxation in K0,5Bi0,5TiO3 – PbZrO3 with diffused phase transition // Ferroelectrics. 1999. Vol. 235. P. 77-86.

Gridnev S.А., Popov S.V. Relaksaciâ metastabil'nyh sostoânij v oblasti razmytogo fazovogo perehoda v K0,5Bi0,5TiO3 – PbZrO3 // Izv. RАN, seriâ fizičeskaâ. 1997. T. 61, № 2. S. 232-237.

Gridnev S.A. Dielectric relaxation in disordered ferroelectrics // Ferroelectrics. 2002. Vol. 266. P. 171-209.

Gridnev S.A., Popov S.V., Beige H. Dielectric relaxation in K0,5Bi0,5TiO3 – PbZrO3 with diffused phase transition // Ferroelectrics. 1999. Vol. 235. P. 77-86.

Gridnev S.A. The investigation of low-frequency acoustic properties of ferroelectrics and ferroelastics by torsion pendulum technique // Ferroelectrics. 1990. Vol. 112. P. 107-127.

Gridnev S.A. Dielectric relaxation in disordered ferroelectrics // Ferroelectrics. 2002. Vol. 266. P. 171-209.

Михин А.А., Воробьев Г.П., Иванов В.Ю., Кадомцева А.М., Нарижная А.С., Кузьменко А.М., Попов Ю.Ф., Безматерных Л.Н., Гудим И.А. Колоссальный магнитодиэлектрический эффект в мультиферроике SmFe3(BO3)4 // Письма в ЖЭТФ. 2011. Т. 93, № 5. С. 275-281.

Gridnev S.A. The investigation of low-frequency acoustic properties of ferroelectrics and ferroelastics by tor-sion pendulum technique // Ferroelectrics. 1990. Vol. 112. P. 107-127.

Gridnev S.A., Kalgin A.V., and Chernykh V.A: Magnetodielectric effect in two-layer magnetoelectric PZT-MZF composite // Integrated Ferroelectrics. 2009. Vol. 109, № 1. P. 70-75.

Mihin А.А., Vorob'ev G.P., Ivanov V.Û., Kadomceva А.M., Narižnaâ А.S., Kuz'menko А.M., Popov Û.F., Bezmaternyh L.N., Gudim I.А. Kolossal'nyj magnitodièlektričeskij èffekt v mul'tiferroike SmFe3(BO3)4 // Pis'ma v ŽÈTF. 2011. T. 93, № 5. S. 275-281.

Goto T., Kimura T., Lawes G., Ramirez A.P., Tokura Y. Ferroelectricity and giant magnetocapacitance in perovskite rare-earth manganites // Phys. Rev. Lett. 2004. Vol. 92. P. 257201.

Gridnev S.A., Kalgin A.V., and Chernykh V.A: Magnetodielectric effect in two-layer magnetoelectric PZT-MZF composite // Integrated Ferroelectrics. 2009. Vol. 109, № 1. P. 70-75.

Мамин Р.Ф., Игами T., Мартон Дж., Мигачев С.А., Садыков М.Ф. Гигантская диэлектрическая проницаемость и магнитоемкостный эффект в манганитах при комнатной температуре // Письма в ЖЭТФ. 2007. Т. 86. С. 731-735.

Goto T., Kimura T., Lawes G., Ramirez A.P., Tokura Y. Ferroelectricity and giant magnetocapacitance in perovskite rare-earth manganites // Phys. Rev. Lett. 2004. Vol. 92. P. 257201.

Mertelj T., Mamin R., Yusupov R., Mihailovic D. Ultrafast phase separation dynamics in La0.875Sr0.125MnO3 single crystals // Phys. Rev. B. 2011. Vol. 83. P. 113103.

Mamin R.F., Igami T., Marton Dž., Migačev S.А., Sadykov M.F. Gigantskaâ dièlektričeskaâ pronicaemost' i magnitoemkostnyj èffekt v manganitah pri komnatnoj temperature // Pis'ma v ŽÈTF. 2007. T. 86. S. 731-735.

Serrate D., De Teresa J.M. and Ibarra M.R. Double perovskites with ferromagnetism above room temperature // J. Phys.: Condens Matter. 2007. Vol. 19. P. 023201 (86 pp).

Mertelj T., Mamin R., Yusupov R., Mihailovic D. Ultrafast phase separation dynamics in La0.875Sr0.125MnO3 single crystals // Phys. Rev. B. 2011. Vol. 83. P. 113103.

Bharathi K., Balamurugan K., Santhosh P.N., Pattabiraman M., and Markandeyulu G. Magnetocapacitance in Dy-doped Ni ferrite // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 77. P. 172401.

Serrate D., De Teresa J.M. and Ibarra M.R. Double perovskites with ferromagnetism above room temperature // J. Phys.: Condens Matter. 2007. Vol. 19. P. 023201 (86 pp).

Akbari1 A., Bodea D., and Langari A. Dielectric susceptibility and heat capacity of ultra-cold glasses in magnetic fields // J. Phys.: Condens Matter. 2007. Vol.19. P. 466105 (16 pp).

Bharathi K., Balamurugan K., Santhosh P.N., Pattabiraman M., and Markandeyulu G. Magnetocapacitance in Dy-doped Ni ferrite // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 77. P. 172401.

Hemberger J., Lunkenheimer P., Fichtl R., Krug von Nidda H.-A., Tsurkan V. & Loidl A. Relaxor ferroelectricity and colossal magnetocapacitive coupling in ferromagnetic CdCr2S4 // Nature. 2005. Vol. 434. P. 364-367.

Akbari1 A., Bodea D., and Langari A. Dielectric susceptibility and heat capacity of ultra-cold glasses in mag-netic fields // J. Phys.: Condens Matter. 2007. Vol.19. P. 466105 (16 pp).

Gridnev S.A., Voskoboinik M.Yu., Raevski I.P, Magnetodielectric effect in relaxor ceramic Pb(In0,5Nb0,5)O3 // Ferroelectrics. 2013. Vol. 444. P. 60-66.

Hemberger J., Lunkenheimer P., Fichtl R., Krug von Nidda H.-A., Tsurkan V. & Loidl A. Relaxor ferroelec-tricity and colossal magnetocapacitive coupling in ferromagnetic CdCr2S4 // Nature. 2005. Vol. 434. P. 364-367.

Catalan G. Magnetocapacitance without magnetoelectric coupling // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. P. 102902 (1–3).

Gridnev S.A., Voskoboinik M.Yu., Raevski I.P, Magnetodielectric effect in relaxor ceramic Pb(In0,5Nb0,5)O3 // Ferroelectrics. 2013. Vol. 444. P. 60-66.

Isupov V.A. Ferroelectric and antiferroelectric perovskites PbB’0.5B”0.5O3 // Ferroelectrics. 2003. Vol. 289. P. 131-195.

Catalan G. Magnetocapacitance without magnetoelectric coupling // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. P. 102902 (1–3).

Bokov A.A., Raevski I.P. Recent advances in compositionally orderable ferroelectrics // Ferroelectrics. 1993. Vol. 144. P. 147-156.

Isupov V.A. Ferroelectric and antiferroelectric perovskites PbB’0.5B”0.5O3 // Ferroelectrics. 2003. Vol. 289. P. 131-195.

Pirc R., Blinc R., and Scott J.F. Mesoscopic model of a system possessing both relaxor ferroelectric and relaxor ferromagnetic properties // Phys. Rev. B. 2009. Vol. 79. P. 214114 (1-7).

Bokov A.A., Raevski I.P. Recent advances in compositionally orderable ferroelectrics // Ferroelectrics. 1993. Vol. 144. P. 147-156.

Pirc R., Blinc R., and Scott J.F. Mesoscopic model of a system possessing both relaxor ferroelectric and re-laxor ferromagnetic properties // Phys. Rev. B. 2009. Vol. 79. P. 214114 (1-7).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.