Фазовые превращения, макроотклики и магнитодиэлектрические взаимодействия в многофункциональных кислородно-октаэдрических средах со структурами типа перовскита и калий-вольфрамовой бронзы в различных твердотельных состояниях: керамика, монокристаллы, пленочные структуры

Цель работы - на основе комплексных экспериментальных и теоретических исследований свойств перспективных кислородно-октаэдрических сред со структурой типа перовскита и калий-вольфрамовой бронзы в различных твердотельных состояниях (керамика, композит, монокристаллы, пленочные структуры), в том числе отличающиеся термодинамической предысторией изготовления, установить корреляционные связи и закономерности формирования их структуры и макроткликов (электрофизических, магнитных и магнитодиэлектрических) с учетом размерных эффектов и особенностей дефектной структуры; выделить перспективные композиции, которые могут быть в дальнейшем использованы, в том числе и в аддитивном производстве элементов микро-, нано- и сегнетоэлектроники, СВЧ- и пьезотехники двойного назначения. Проведены исследования свойств в кислородно-октаэдрических средах со структурами типа перовскита в виде керамики и монокристаллов. Введение на стадии синтеза керамики PbFe₀,₅Nb₀,₅O₃ карбоната лития привело к исключению фаз, приводящих к фиксированию в исходном материале слабого ферромагнетизма, снижению температуры магнитного фазового перехода, при этом в объекте при Т = 75°C происходит сегнетосегнетоэлектрический фазовый переход, при Т = 94°C - сегнетопараэлектрический фазовый переход, при Т = 120°C зарождаются кластеры сегнетоэлектрической фазы, а формирование на температурных зависимостях относительной диэлектрической проницаемости при Т = (150...250)°С максимумов релаксационного характера связано с проявлением эффектов межслоевой поляризации и релаксации. Установлено, что в монокристаллах феррониобата свинца, выращенных из раствора-расплава, содержащего фторид калия, происходит усиление размытия магнитного фазового перехода и снижение температуры перехода сегнетоэлектрик → параэлектрик, а в монокристаллах состава 0,97PFN-0,03BFO, в сравнении с PFN, происходит сближение температур переходов антиферромагнетик → парамагнетик и сегнетоэлектрик → параэлектрик (это имело место и в керамике соответствующего состава). Комплексные исследования свойств ферровольфраматов свинца (PFW) и стронция (SFW), обладающих при комнатной температуре кубической и тетрагональной структурами соответственно, показали, что в SFW при Т = 10...200 К величины относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь от температуры и частоты измерительного электрического поля практически не зависят, а дальнейшее повышение температуры приводит к резкому росту диэлектрической проницаемости, усилению ее дисперсии. В керамике PWF при Т = 160...195 К происходит фазовый переход сегнетоэлектрик-релаксор → параэлектрик, а удовлетворительно аппроксимировать экспериментальные релаксационные спектры в его окрестности удается только в рамках модели для диэлектрика с функцией распределения времен релаксации Гаврильяка - Негами. Проведены исследования магнитодиэлектрического эффекта в керамике манганита висмута-лантана при температуре T = 78 K. Предложено объяснение выявленным эффектам.