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

Цели: 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, отличающихся 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 закономерностей формирования структуры, диэлектрических и магнитных характеристик перспективного мультиферроика SrFe₂/₃W₁/₃O₃(SFWO), изготовленного методом твердофазных реакций с последующим спеканием по обычной керамической технологии. Установлено, что керамика SFWO при комнатной температуре является однофазной (тетрагональная симметрия), с признаками локальной упорядоченности в расположении катионов Fe и W и обладает сегнетоэлектрическими и ферримагнитными свойства. Ионы железа в объекте находятся только в валентном состоянии Fe³⁺ в трех неэквивалентных магнитных состояниях. Рентгенографическое исследование керамики SWFO показало, что кристаллическая решетка SFWO в интервале температур 20 ≤ Т < 150°С имеет тетрагональную симметрию, при Т > 225°С - кубическую, а в области температур 150 < T ≤ 225°С эти фазы сосуществуют. При исследовании диэлектрических характеристик SFWO показано, что его можно отнести к сегнетоэлектрикам-ралаксорам. С целью исследования характера проявления размерных эффектов в перспективных кислородно-октаэдрических средах, обладающих свойствами сегнетоэлектриков-релаксоров, проведены экспериментальные и теоретические исследования PbMg₁/₃Nb₂/₃O₃(структура типа перовскита) и Sr₀,₅Ba₀,₅Nb₂O₆ (структура тетрагональной вольфрамовой бронзы). Выполнены исследования структуры, микроструктуры и диэлектрических характеристик монокристалла, керамики и выращенных на подложки (001)Si (p-тип) поликристаллических пленок PbMg₁/₃Nb₂/₃O₃. Количественный анализ характеристического рентгеновского спектра образцов показал, что соотношение катионного состава по Pb и Nb в указанных образцах, отличающихся типом твердотельного состояния, одинаково. Установлено, что при снижении геометрического размера кристаллитов СЭР PMN c макроскопического (1 - 2 mm) размеры монокристаллического образца) до 70 - 100 nm (тонкая поликристаллическая пленка) ярко выраженного изменение структурных параметров в объекте не происходит, а имеет место сильное снижение диэлектрического отклика, обусловленное, по-видимому, изменением динамики свойственных СЭР полярных нанокластеров. Методом высокочастотного газоразрядного напыления в атмосфере чистого кислорода синтезированы пленки сегнетоэлеткрика-релаксора Sr₀,₅Ba₀,₅Nb₂O₆ толщинами 570 - 2280 nm на подложках Pt(III)/Si(001). Проведены исследования их структуры, профиля состава и диэлектрических характеристик. Показано, что в объектах состав по толщине пленки не изменяется и соответствует составу распыляемой керамической мишени. C учетом анизотропии диэлектрических свойств и закономерностей формирования характеристик в монокристаллах и керамиках системы твердых растворов ниобатов бария - стронция обсуждены причины выявленных закономерностей формирования структуры и диэлектрических характеристик Sr₀,₅Ba₀,₅Nb₂O₆ пленок в зависимости от их толщины.