Валерий Валентинович Постников - доктор физико-математических наук, профессор кафедры общей и прикладной физики, h-index: 15.
Д. 8, ул. Тимирязева, Воронеж, 394613
Valery Postnikov - D.Sc. in Physics and Mathematics, Professor at the Department of General and Applied Physics, h-index: 15.
8 Timiryazeva Str., Voronezh, 394613
Представлен обзор работ, посвященных воздействию слабых (с индукцией, не превышающей 0,3 Тл) импульсных и постоянных магнитных полей на диэлектрические характеристики водородсодержащих сегнетоэлектрических кристаллов. На примере номинально чистых триглицинсульфата и дигидрофосфата калия показано, что столь слабые магнитные поля вызывают у этих веществ существенное увеличение диэлектрической проницаемости, коэрцитивного поля, а также заметное смещение температуры сегнетоэлектрического фазового перехода. Интерес к таким исследованиям вызван тем, что рассмотренные эффекты не находят объяснения с точки зрения классической термодинамики. Долгое время существовало мнение, что магнитные поля с индукцией меньше 1 Тл в принципе не могут каким-либо образом влиять на физические свойства диамагнитных материалов. Однако эксперименты с многочисленными диамагнетиками, подвергнутыми обработке слабыми магнитными полями, показали ошибочность такого мнения. Сегнетоэлектрические кристаллы, о которых идет речь в данной работе, также являются диамагнитными, поэтому для объяснения влияния обработки слабыми магнитными полями на свойства этих кристаллов не подходит аппарат классической термодинамики. Эффекты воздействия объясняются участием протонов водородных связей, стабилизирующих дефектные комплексы, в электронных переходах, ответственных за распад этих комплексов и/или открепление от них доменных стенок. Косвенным подтверждением такого объяснения является отсутствие эффекта воздействия магнитных полей (по крайней мере, при индукции 0,02-0,30 Тл) на монокристаллические образцы титаната бария BaTiO3 - сегнетоэлектрика кислородно-октаэдрического типа, не имеющего в своей структуре водородных связей.
The paper presents the review of works devoted to the effects of weak (with induction not exceeding 0.3 T) pulsed and a constant magnetic fields on the dielectric characteristics of hydrogen-containing ferroelectric crystals. By using the example of nominally pure triglycine sulfate and potassium dihydrophosphate, such weak magnetic fields were shown to cause a significant increase in the dielectric constant, coercive field, and a noticeable shift in the temperature of the ferroelectric phase transition. The interest shown in such studies is that the effects considered cannot be explained from the point of view of classical thermodynamics. For a long time, there was an opinion that magnetic fields with induction of less than 1 T in principle cannot affect the physical properties of diamagnetic materials in any way. However, experiments with numerous diamagnetic treated with weak magnetic fields showed the fallacy of such an opinion. The ferroelectric crystals referred to in the proposed work are also diamagnetic. Therefore, the apparatus of classical thermodynamics is not suitable for explaining the effect on the processing properties of weak magnetic fields. The effects of exposure are explained by the participation of protons of hydrogen bonds, which stabilize defective complexes, in electronic transitions responsible for the decay of these complexes and/or detachment of domain walls from them. An indirect confirmation of this explanation is the absence of the effect of magnetic fields (at least in the induction range 0.02-0.30 T) on single-crystal samples of barium titanate BaTiO3, an octahedral-type ferroelectric that has no hydrogen bonds in its structure.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.