Dynamic dielectric susceptibility of ferroelectric thin films and their multilayer structures
- 1. Natsional'naya Akademiya Nauk Ukrainy, Inst. Problem Materialovedeniya, Kiev (Ukraine)
- 2. Univ. Opole, Inst. Matematiki, Opole (Poland)
Description
In terms of phenomenological model of multilayer structure made of alternating thin ferroelectric and paraelectric films one investigated into dimensional effects in real and imaginary components of dynamic dielectric susceptibility. Frequency dependences of linear dielectric response are shown to be approximated adequately by a damped oscillator type formula where static susceptibility, relaxation time and soft mode frequency depend on thickness of layers and on temperature. Static susceptibility and relaxation time become anomalously high at critical thickness and temperature equal to the thickness induced ferroelectric phase transition and decrease at increase of thickness of layers. One predict occurrence of polarization natural oscillation spectra which frequencies depend on thickness. One compared theory with measurement results of dielectric response dispersion in PbTiO3 - Pb0.72La0.28TiO3 multilayer structure. Theory is shown to decrease to experiment adequately
Abstract (Russian)
В рамках феноменологической модели многослойной структуры, построенной из чередующихся тонких пленок из сегнетоэлектрика и параэлектрика, исследованы размерные эффекты в действительной и мнимой частях динамической диэлектрической восприимчивости. Показано, что частотные зависимости линейного диэлектрического отклика хорошо аппроксимируются формулой типа демпфированного осциллятора, в которой статическая восприимчивость, время релаксации и частота мягкой моды зависят от толщины слоев и температуры. Статическая восприимчивость и время релаксации становятся аномально большими при критических толщине и температуре, соответствующих наведенному толщиной сегнетоэлектрическому фазовому переходу, и уменьшаются при увеличении толщины слоев. Предсказано существование спектров собственных колебаний поляризации, частоты которых зависят от толщины. Проведено сравнение теории с результатами измерений дисперсии диэлектрического отклика в многослойной структуре PbTiO3 - Pb0.72La0.28TiO3. Показано, что теория достаточно хорошо описывает экспериментAdditional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Динамическая диэлектрическая восприимчивост' сегнетоэлектрических тонких пленок и их многослойных структур
Publishing Information
- Journal Title
- Fizika Tverdogo Tela
- Journal Volume
- 44
- Journal Issue
- 5
- Journal Page Range
- p. 912-922
- ISSN
- 0367-3294
- CODEN
- FTVTAC
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 35043251
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- DIELECTRIC PROPERTIES; FERROELECTRIC MATERIALS; FREQUENCY DEPENDENCE; LANTHANUM COMPOUNDS; LAYERS; LEAD COMPOUNDS; MATHEMATICAL MODELS; OSCILLATION MODES; PHASE TRANSFORMATIONS; POLARIZATION; RELAXATION TIME; THICKNESS; THIN FILMS; TITANATES
- Descriptors DEC
- DIELECTRIC MATERIALS; DIMENSIONS; ELECTRICAL PROPERTIES; FILMS; MATERIALS; OXYGEN COMPOUNDS; PHYSICAL PROPERTIES; RARE EARTH COMPOUNDS; TITANIUM COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS
Optional Information
- Notes
- 17 refs., 7 figs.