Segnetoelektriklar

Сегнетоэлектриклар - ташқи майдон таъсири бўлмаганда ҳам муайян температура интервалида спонтан (ўз-ўзидан) қутбланиш қобилиятига эга бўлган диэлектрик кристаллар. С.нинг бу хоссаси электр майдон, деформация, температуранинг ортиши ёки камайиши каби таъсирлар остида кучли ўзгаради. "С." термини биринчи марта 1655-йилда синтез қилиш йўли билан вино кислотанинг натрийкалийли қўшалоқ тузи (сегнет тузи) — НаКC4Ҳ4О64Ҳ2О ни кашф қилган франсуз доришуноси Э. Сенет (Е. Сеигнетте, 1632—98) номи билан аталади. С.нинг ўзўзидан қутбланиш хусусиятини дастлаб 1920-йилда сегнет тузлари кристалларида Ж. Валашек, 1930йларда рус олимлари В. М. Вул, И.В.Курчатов ва П.П. Кобеколар аниқлаган. С.нинг электр хоссалари кўп жиҳатдан ферромагнетикларнинг магнит хоссаларига ўхшашлигидан хорижий адабиётларда С. ўрнида ферроэлектриклар термини ишлатилади. Сегнет тузи, барий титанат, триглицинсулфат, дигидрофосфат калий ва Менделеев даврий системаси элементларининг турли мураккаб бирикмалари С. ҳисобланади.

Сегнетоэлектрик хоссага эга бўлган кристалларда симметрия маркази бўлмайди, бутун мусбат ионлар маркази билан манфий ионлар маркази мос тушмайди. Бу эса спонтан қутбланишнинг ҳосил бўлиши учун физик шароитни яратади.

С. бошқа диэлектриклардан қуйидаги ҳарактерли хоссалари билан фарқ қилади: 1) оддий диэлектрикларда диэлектрик киритувчанлик е бир неча бирликка (мас, сув учун е = 81) тенг бўлса, С. учун е бир неча мингга тенг бўлиши мумкин; 2) е нинг қиймати маълум температура интервалида кучли ўзгариб боради. Мас, барий титанат учун температура 120° дан 80° гача пасайишида е нинг қиймати 2000 дан 6000 гача ортиб боради ва сўнгра яна камайиб кетади; 3) С. диэлектрик киритувчанликлари ташқи электр майдон кучланганлигига боғлиқ равишда ўзгариб боради, бошқа диэлектрикларда эса е моддани ҳарактерловчи катталик бўлиб, майдон кучланганлигига боғлиқ эмас; 4) электр майдон ўзгарганда қутбланиш вектори Р нинг қийматлари майдон кучланганлиги £ нинг қийматларидан кечикиб ўзгаради. Натижада Р, Е нинг айни вақтдаги қийматларигагина боғлиқ бўлмай, илгариги қийматларига қам боғлиқ бўлади. Сегнетоэлектрик кристаллардаги зарядларнинг ўзаро таъсирлашиши натижасида шу зарраларнинг дипол моментлари спонтан равишда бирбирларига параллел жойлашади. Дипол моментларининг бир хил йўналиши бутун кристаллга тарқалиши жуда кам учраидиган ҳолдир. Одатда, кристалл бир қанча соҳаларга бўлиниб, ҳар бир соҳадаги дипол моментлар бирбирларига параллел жойлашган бўлади. Лекин турли соҳаларнинг қутбланиш йўналишлари ҳар хил бўлади, натижада бутун кристалл бўйича олинган натижавий дипол моменти нолга тенг бўлиши мумкин. Спонтан қутбланиш соҳалари доменлар деб аталади. Доменларнинг қалинлиги ўн микрометрдан, юзаси эса бир неча сантиметр квадратдан ортиқ бўлади. Доменлар сони кристалл симметриясига боғлиқ. Ташқи электр майдон таъсирида доменларнинг моментлари яхлит момент сифатида бурилади ва майдон йўналишига мос жойлашади.

Ҳар қандай С. учун шундай температура мавжудки, бу температурадан юқорироқ температурада модда ўзининг ажойиб хусусиятларини йўқотади ва оддий диэлектрикка айланиб қолади. Бу температурани Кюри нуқтаси Ц деб аталади. Сегнет тузининг иккита Кюри нуқтаси бор: —15° да ва +22,5° да; бу туз шу температура интервалидагина сегнетоэлектрик хусусиятга эга бўлади. Агар температура —15° дан паст ва +22,5° дан юқори бўлса, электр хоссалари оддий диэлектирикдан фарқ қилмайди. Кюри нуқтасида спонтан кугбланган ҳолат (қутбли фаза) дан спонтан қутбланиши йўқ бўлган ҳолат (қутбсиз фаза)га ёки акс йўналишида фаза ўтиши юз беради.

С.нинг пезоэлектрик хоссасидан ултратовуш нурлатгич, товуш сигналларини электр сигналларига айлантирувчи асбоблар, босим датчиклари, катта сиғимли конденсаторлар тайёрлаш ва бошқаларда фойдаланилади.