Формирование нанодоменных структур при переключении поляризации в сильнонеравновесных условиях в монокристаллах германата свинца, ниобата лития и танталата лития тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Мингалиев, Евгений Альбертович

• Мингалиев, Евгений Альбертович
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Мингалиев, Евгений Альбертович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Сегнетоэлектрики.

1.1.1 Деполяризующее поле.

1.1.2 Внешнее экранирование.

1.1.3 Объёмное экранирование.

1.1.4 Кинетика доменной структуры в электрическом поле.

1.1.5 Неэффективность экранирования деполяризующего поля.

1.1.6 Стадии роста изолированных доменов.

1.1.7 Форма изолированных доменов.

1.1.8 Кинетика доменов в сильнонеравновесных условиях. Дискретное переключение. Эффект коррелированного зародышеобразования.

1.2 Германат свинца.

1.2.1 Основные физические свойства.

1.2.2 Доменная структура.

1.3 Ниобат лития и танталит лития.

1.3.1 Основные физические свойства.

1.3.2 Влияние отклонений от стехиометрии и легирующих примесей на свойства кристаллов.

1.3.3 Электропроводность.

1.4 Методы исследования доменной структуры.

1.4.1 Селективное химическое травление.

1.4.2 Оптические методы.

1.4.3 Визуализация доменов методом силовой микроскопии пьезоэлектрического отклика.

1.4.4 Визуализация доменов методом сканирующей лазерной конфокальной микроскопии комбинационного рассеяния.

1.5 Изменение доменной структуры в ниобате лития и танталате лития под действием пироэлектрического поля.

1.5.1 Пироэлектрический эффект.

1.5.2 Переключение поляризации в результате цикла нагрев/охлаждение.

1.6 Влияние лазерного излучения на доменную структуру в монокристаллах ниобата лития и танталата лития.

1.6.1 Эффект уменьшения поля зародышеобразования.

1.6.2 Формирование самоорганизованных доменных структур.-.

1.7 Краткие выводы.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАННЫЕ ОБРАЗЦЫ, МЕТОДИКИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ.

2.1 Образцы монокристаллов германата свинца.

2.2 Образцы монокристаллов ниобата лития.

2.2.1 Конгруэнтный ниобат лития.

2.2.2 Стехиометрический ниобат лития.

2.2.3 Ниобат лития легированный магнием.

2.3 Образцы монокристаллов танталата лития.

2.4 Экспериментальные установки и методы.:.

2.4.1 Исследование кинетики доменной структуры в германате свинца.

2.4.1.1 Экспериментальная установка.

2.4.1.2 Методика эксперимента.

2.4.2 Измерение температурной зависимости пироэлектрического поля в ниобате лития при нагреве и охлаждении с контролируемой скоростью.

2.4.2.1 Экспериментальная установка.

2.4.2.2 Экспериментальная методика.

2.4.3 Нагрев пропусканием импульсов тока вдоль металлического электрода.

2.4.3.1 Экспериментальная установка.

2.4.3.2 Экспериментальная методика.

2.4.4 Импульсное облучение сильно поглощаемым лазерным излучением.

2.4.5 1п-$И:и визуализация кинетики доменной структуры в результате импульсного лазерного облучения.

2.5 Краткие выводы.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ В МОНОКРИСТАЛЛАХ ГЕРМАНАТА СВИНЦА В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ СКОРОСТЕЙ БОКОВОГО ДВИЖЕНИЯ ДОМЕННЫХ ГРАНИЦ.

3.1 Рост шестиугольных доменов при медленном движении доменных границ.

3.2 Формирование лабиринтовой доменной структуры при быстром движении доменных границ.

3.3 Аномальная кинетика доменной структуры при сверхбыстром движении доменных границ.

3.4 Краткие выводы.

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ В МОНОКРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОДНОРОДНОГО НАГРЕВА И ОХЛАЖДЕНИЯ.

4.1 Исследование изменения пироэлектрического поля при нагреве и охлаждении с контролируемой скоростью.

4.2 Моделирование изменения величины пироэлектрического поля при нагреве и охлаждении с постоянной скоростью.

4.3 Исследование изменения размеров изолированных доменов в результате нагрева и охлаждения

4.4 Краткие выводы.

ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ В НИОБАТЕ ЛИТИЯ И ТАНТАЛАТЕ ЛИТИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ИМПУЛЬСНОГО НАГРЕВА.

5.1 Нагрев пропусканием импульсов тока вдоль металлического электрода на полярной поверхности.

5.2 Облучение инфракрасными лазерными импульсами.

5.2.1 Кинетика формирования доменной структуры в результате импульсного лазерного облучения.

5.2.2 Зависимость параметров доменной структуры от условий облучения.

5.3 Особенности формирования доменных структур, индуцированных инфракрасным лазерным излучением, в ниобате лития, легированном МдО.

5.4 Облучение серией импульсов инфракрасного лазерного излучения.

5.5 Облучение ультрафиолетовыми лазерными импульсами.

5.6 Самоорганизованные доменные структуры в танталате лития.

5.7 Формирование регулярных нанодоменных структур в ниобате лития, легированном МдО, при неоднородном облучении.

5.8 Краткие выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование нанодоменных структур при переключении поляризации в сильнонеравновесных условиях в монокристаллах германата свинца, ниобата лития и танталата лития»

Исследование кинетики структурных фазовых переходов в физике конденсированного состояния представляет значительный интерес для изучения общих закономерностей кинетики фазовых превращений. Особый интерес представляют сегнетоэлектрические кристаллы, обладающие спонтанной поляризацией, направление которой можно изменять воздействием электрического поля. Процесс переключения поляризации, сопровождаемый изменением доменной структуры (ДС) за счет образования и роста индуцированных полем доменов, может быть рассмотрен как аналог фазового превращения при фазовом переходе первого рода.

Изучение влияния процессов экранирования на эволюцию доменной структуры представляет собой важную фундаментальную проблему физики сегнетоэлектриков. В качестве модельных объектов для таких исследований могут быть использованы одноосные сегнетоэлектрики германат свинца РЬ5ОезОц, ниобат лития 1л№>Оз и танталат лития 1лТаОз, обладающие сравнительно простой и наблюдаемой оптическими методами доменной структурой.

Сегнетоэлектрические кристаллы ниобата лития и танталата лития обладают большими значениями нелинейно-оптических и электрооптических коэффициентов и широко используются для создания нелинейно-оптических устройств. Кристаллы ниобата лития с прецизионной регулярной доменной структурой (РДС) с микронными периодами используются для выполнения условия фазового квазисинхронизма при преобразовании длины волны лазерного излучения. В настоящее время рассматривается возможность перехода к субмикронным периодам доменных структур, что откроет возможность создания принципиально нового класса электрооптических и нелинейно-оптических устройств. Особый интерес представляет реализация эффекта параметрической генерации света обратной волны. В кристалле с периодом доменной структуры менее 3 мкм (для большей эффективности - менее микрона) может быть получена без резонатора стабильная по спектру и мощно5 сти параметрическая генерация света. Кроме того кристаллы ниобата лития и танталата лития с субмикронными РДС позволят создать электрооптические переключаемые Брэгговские решетки для спектрально-селективной коммутации когерентного излучения.

Традиционные методы создания периодической доменной структуры, среди которых, несомненно, лидирует приложение внешнего электрического поля, не позволяют создать прецизионные субмикронные доменные структуры. В последние годы показано, что при сильнонеравновесных условиях переключения, обусловленных неэффективным экранированием деполяризующих полей, возникает самоорганизованная доменная структура, состоящая из нанодоменных лучей [1]. Известно несколько методов реализации сильнонеравновесных условий переключения: «сверхбыстрое переключение» в сверхсильных полях, модификация поверхностного слоя и переключение пироэлектрическим полем после импульсного нагрева, в частности, лазерным облучением. Кинетика доменов при переключении в сверхсильных полях и при воздействии пироэлектрического поля до сих пор не исследовалась систематически.

Последовательное исследование кинетики формирования нанодоменных структур открывает пути к развитию нанодоменной инженерии и формированию РДС с заданными параметрами.

Таким образом, изучение кинетики нанодоменных структур в одноосных сегнетоэлектриках в сильнонеравновесных условиях переключения имеет важное фундаментальное и прикладное значение.

Целью работы является экспериментальное исследование формирования нанодоменных структур в сильнонеравновесных условиях, обусловленных неэффективным экранированием деполяризующих полей, реализуемых при «сверхбыстром движении» доменных стенок в монокристаллах германа-та свинца и при воздействии пироэлектрического поля в монокристаллах семейств ниобата лития и танталата лития.

Объекты исследования.

Формирование нанодоменных структур исследовалось в монокристаллах трех различных одноосных модельных сегнетоэлектриков.

Германат свинца РЬ50е30п (РвО) обладает уникальными свойствами -оптической активностью, знак которой зависит от направления спонтанной поляризации, что позволяет визуализировать домены, и воспроизводимой кинетикой доменов при циклическом переключении, что позволяет использовать стробоскопическое освещение для исследования кинетики ДС в широком диапазоне времен переключения с высоким разрешением по времени.

Конгруэнтный ниобат лития 1л>1ЬОз (СЫчГ), легированный М§0 конгруэнтный ниобат лития (М£0:СЬ1\Г) и конгруэнтный танталат лития Ь1Та03 (СЬТ) широко применяются в нелинейно-оптических устройствах. Они обладают большими электрооптическими и пироэлектрическими коэффициентами, что открывает уникальные возможности для визуализации ДС при переключении в пироэлектрическом поле, а также для исследования температурной зависимости пироэлектрического поля при однородном нагреве и охлаждении с контролируемой скоростью и процесса формирования самоорганизованных нанодоменных структур в результате импульсного лазерного облучения.

Научная новизна работы заключается в комплексном исследовании процесса формирования самоорганизованных микро- и нанодоменных структур в одноосных сегнетоэлектриках в сильнонеравновесных условиях переключения.

• Впервые показано, что в германате свинца при неполном экранировании формируется фрактальная доменная структура, а при неэффективном экранировании перед стенкой возникают субмикронные изолированные домены.

Обнаружен температурный гистерезис пироэлектрического поля в ниоба-те лития и рассчитана зависимость его параметров от условий нагрева/охлаждения.

• Впервые экспериментально показано, что несквозные домены, в отличие от сквозных, увеличиваются при нагреве и уменьшаются при охлаждении.

• Впервые получен ориентированный рост доменных лучей в пироэлектрическом поле после нагрева поверхности пропусканием тока вдоль электрода.

• Впервые выявлены стадии формирования нанодоменной структуры после ИК облучения, зависимости от времени общей длины доменных лучей и анизотропии их роста.

• Зависимости параметров нанодоменных структур, полученных после локального лазерного нагрева, от температуры пластины и длительности импульса объяснены переключением под действием пироэлектрического поля.

• Впервые выявлен эффект потери устойчивости формы доменной стенки после серии ИК лазерных импульсов.

• Показана возможность формирования регулярных доменных структур в ниобате лития при многократном неоднородном импульсном нагреве, что открывает возможности для создания нелинейно-оптических устройств нового поколения.

Практическая значимость.

Полученные результаты создают фундаментальные основы для развития качественно нового направления доменной инженерии, связанного с созданием субмикронных регулярных доменных структур в монокристаллах семейства ниобата лития и танталата лития для нового поколения устройств нелинейной оптики. В том числе, устройств, использующих эффект параметрической генерации света обратной волны, а также электрооптических переключаемых Брэгговских решеток для спектрально-селективной коммутации когерентного излучения.

Кроме того при производстве нелинейно-оптических устройств с использованием фотолитографии неизбежна термическая обработка фоторезиста, что приводит к изменению созданной доменной структуры или монодоменного состояния за счет неконтролируемого воздействия пироэлектрического поля. Полученные в работе результаты открывают возможность расчета оптимальных режимов нагрева и охлаждения.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением современного аттестованного оборудования, использованием независимых методов обработки данных, согласием с экспериментальными результатами других авторов и непротиворечивостью известным физическим моделям. Достоверность проведенных расчетов подтверждается использованием современного программного обеспечения, обоснованностью принятых допущений, точностью математических методов решения, выкладок и расчетов.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Формирование фрактальной доменной структуры в германате свинца при неполном экранировании и возникновение субмикронных изолированных доменов при неэффективном экранировании.

2. Зависимость параметров температурного гистерезиса пироэлектрического поля в ниобате лития от условий нагрева/охлаждения.

3. Изменение размеров несквозных доменов в ниобате лития при нагреве и охлаждении.

4. Ориентированный рост доменных лучей в пироэлектрическом поле после нагрева полярной поверхности пропусканием тока.

5. Стадии формирования нанодоменной структуры после ИК облучения и зависимости от времени длины доменных лучей и анизотропии их роста.

6. Эффект потери устойчивости формы доменной стенки в ниобате лития после серии ИК лазерных импульсов.

7. Формирование регулярных доменных структур в ниобате лития при многократном неоднородном импульсном нагреве.

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на 14 всероссийских и международных конференциях и симпозиумах: Международном симпозиуме по нанофизике и наноэлектронике (259

29.03.2005, Нижний Новгород), XVII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков (26-30.06.2005, Пенза), 11th International Meeting on Ferroe-lectricity (5-9.09.2005, Foz do Iguacu-Puerto Iguazu, Brazil-Argentina), International Symposium "Micro- and Nano-scale Domain Structuring in Ferroelectrics" (15-19.11.2005, Ekaterinburg), 60м международном семинаре "Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении" f h

18-22.10.2006, Астрахань), 19 International Symposium on Integrated Ferroelectrics (8-12.05.2007, Bordeaux, France), 2nd International Symposium "Micro-and Nano-scale Domain Structuring in Ferroelectrics" (22-27.08.2007, Ekaterinburg), 60H Всероссийской школе-конференции "Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия нано-систем и материалы)" (14-20.10.2007, Воронеж), XVIII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков (12-14.06.2008, Санкт-Петербург), 3rd International Symposium "Micro- and Nano-scale Domain Structuring in Ferroelectrics" (13-18.09.2009, Ekaterinburg), 6th International Seminar on Ferroelastic Materials (22-25.09.2009, Voronezh), 7ой Всероссийской школе-конференции "Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы)" (28.09-2.10.2009, Воронеж), 7ой Курчатовской молодёжной научной школе (10-12.11.2009, Москва), XXIII российской конференции по электронной микроскопии (31.0504.06.2010, Черноголовка), 10th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroe-lectricity (20-24.06.2010, Yokohama, Japan), International Conference "Fundamentals of Laser Assisted Micro- and Nanotechnologies" (5-8.07.2010, St. Petersth burg - Pushkin), 10 International Symposium on Ferroic Domains and Micro- to Nanoscopic Structures (20-24.09.2010, Prague, Czech Republic), XI Всероссийской молодёжной школы-семинара по проблемам физики конденсированного состояния вещества (СПФКС-11) памяти академика Литвинова Б.В. (1521.11.2010, Екатеринбург).

Публикации и личный вклад автора. Основные результаты исследований опубликованы в 29 печатных работах, из них 5 статей во всероссийских и зарубежных реферируемых печатных изданиях и 24 тезиса российских и международных конференций. Диссертационная работа выполнена в лаборатории сегнетоэлектриков отдела оптоэлектроники и полупроводниковой техники НИИ физики и прикладной математики ГОУ ВПО "Уральский государственный университет им. A.M. Горького" в рамках исследований, проводимых при частичной поддержке грантов Федерального агентства по образованию: П870, «Развитие методов доменной инженерии для формирования прецизионных периодических микро- и нанодоменных структур в сегнето-электриках и разработка преобразователей длины волны лазерного излучения на их основе» (2009-2011); Федерального агентства по науке и инновациям: 02.740.11.0171 «Высокоточные измерительные приборы и высокоэффективные функциональные устройства на основе новых физических принципов» (2009-2011), 02.552.11.7069 «Проведение поисковых научно-исследовательских работ в области разработки наноструктурированных сред с улучшенными магнитными, электрическими и оптическими свойствами для функциональной электроники в центре коллективного пользования научным оборудованием «Уральский ЦКП «Современные нанотехнологии» УрГУ им. A.M. Горького» (2009-2011).

Все основные результаты работы были получены лично автором или при его активном участии. Выбор направления исследований, обсуждение результатов и формулировка задач проводились совместно с научным руководителем профессором В.Я. Шуром и к.ф.-м.н. Д.К. Кузнецовым. Все эксперименты, включая анализ и обработку результатов, и компьютерное моделирование пироэлектрических полей проводилось автором лично. Исследование доменных структур методами сканирующей зондовой микроскопии проводилось совместно с A.B. Иевлевым и В.А. Лебедевым. Исследование доменных структур методами сканирующей лазерной конфокальной микроскопии комбинационного рассеяния проводилось совместно с П.С. Зеленовским, М.С. Небогатиковым и Д.О. Аликиным.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем работы составляет 145 страниц, включая 74 рисунка, список условных обозначений и библиографию из 114 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Мингалиев, Евгений Альбертович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

Проведенные исследования формирования доменных структур при переключении поляризации в сильнонеравновесных условиях позволили получить следующие основные результаты.

1.' Впервые показано, что в германате свинца при неполном экранировании формируется фрактальная доменная структура, а при неэффективном экранировании перед стенкой возникают субмикронные изолированные домены.

2. * Впервые экспериментально показан температурный гистерезис пироэлектрического поля в ниобате лития и рассчитана зависимость его параметров от условий нагрева/охлаждения.

3. Впервые экспериментально показано, что несквозные домены, в отличие от сквозных, увеличиваются при нагреве и уменьшаются при охлаждении.

4. Впервые получен ориентированный рост доменных лучей в пироэлектрическом поле после нагрева полярной поверхности пропусканием тока вдоль электрода.

5. Впервые выявлены стадии формирования нанодоменной структуры после ИК облучения и зависимости от времени общей длины доменных лучей и анизотропии их роста. Показано, что задержка переключения равна времени, при котором пироэлектрическое поле достигает порогового значения.

6. Зависимости параметров нанодоменных структур, полученных после локального лазерного нагрева, от температуры пластины и длительности импульса объяснены переключением под действием пироэлектрического поля.

7. Впервые выявлен эффект потери устойчивости формы доменной стенки после серии ИК лазерных импульсов.

8. Показана возможность формирования регулярных доменных структур в ниобате лития при многократном неоднородном импульсном нагреве, что открывает возможности для создания нелинейно-оптических устройств нового поколения.

БЛАГОДАРНОСТИ

В заключение я хотел бы поблагодарить всех, кто помогал мне во время работы над диссертацией.

В первую очередь хочу выразить глубокую благодарность моему научному руководителю, профессору Владимиру Яковлевичу Шуру, который является для меня ярким примером современного успешного человека, который стремится постоянно развиваться сам и помогает развиваться другим.

Спасибо родителям, которые, не смотря ни на что, всегда поддерживали все мои начинания и предоставляли полную свободу выбора.

Отдельное спасибо хочу сказать всем сотрудникам, аспирантам и студентам лаборатории сегнетоэлектриков. Спасибо Кузнецову Дмитрию и Евгению Львовичу Румянцеву за активное участие в обсуждении результатов. Спасибо Батурину Ивану, Шишкину Евгению, Николаевой Екатерине, Пеле-гову Дмитрию, Небогатикову Максиму, Лобову Алексею, Зеленовскому Павлу за оказанную поддержку и помощь в решении трудностей, возникавших при работе над диссертацией. Отдельное спасибо Алевтине Геннадьевне и Елене Пелеговой за поддержку и помощь в решении всех административных вопросов.

Спасибо администрации Уральского госуниверситета, сотрудникам и преподавателям физического факультета за предоставленную возможность учиться и одновременно работать в научной группе мирового уровня.

С уважением,

Евгений Мингалиев.

Екатеринбург, 2011 г.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

CLN - конгруэнтный ниобат лития,

CLT - конгруэнтный танталат лития,

D - электрическая индукция,

D - фрактальная размерность, d - толщина сегнетоэлектрической пластины, d33 - нелинейно-оптический коэффициент,

Е, Е - электрическое поле,

Еь - поле внутреннего экранирования,

Ес - коэрцитивное поле,

Edep ~ деполяризующее поле,

Еех - внешнее электрическое поле,

El - поле в диэлектрическом зазоре,

Еруг - пироэлектрическое поле,

Етах - максимальное значение пироэлектрического поля,

Es - переключающее электрическое поле,

Erd - остаточное деполяризующее поле,

Escr - поле внешнего экранирования,

Eth - пороговое поле,

I - плотность энергии лазерного излучения, к - постоянная Больцмана,

1 - нижняя граница диапазона скейлинга во фрактальном анализе методом box-counting,

L - общая длина лучей в самоорганизованной доменной структуре,

Ly - длина доменных лучей, ориентированных в Y направлениях,

Ld - толщина диэлектрического зазора на поверхности сегнетоэлектрика,

MgO:CLN - конгруэнтный ниобат лития, легированный оксидом магния, N - количество разбиений во фрактальном анализе методом box-counting, пе - показатель преломления обыкновенной волны, п0 - показатель преломления необычной волны, Р - поляризация, р - вероятность зародышеобразования, Ps - спонтанная поляризация,

PsZ-проекции вектора спонтанной поляризации на направление перпендикулярное поверхности образца, R - сопротивление электрической цепи, S - площадь, занятая доменной структурой, SLN - стехиометрический ниобат лития, SLT — стехиометрический танталат лития, Т - температура,

Т0 - температура, с которой начинается нагрев,

ТО - температура при которой пироэлектрическое поле обращается в ноль при нагреве,

Тс - температура Кюри,

Tmax - температура соответствующая Етах,

AT - диапазон изменения температуре в цикле нагрев/охлаждение,

AQ - количество теплоты, ts - время переключения,

Tscr - постоянная времени экранирования,

Wae - энергия активации зародышеобразования,

X - длина волны, о - электропроводность, р - плотность экранирующих зарядов, ИК - инфракрасное лазерное излучение, СЗМ— сканирующая зондовая микроскопия,

СЛКМ-КР - сканирующая лазерная конфокальная микроскопия комбинационного рассеивания, СМПО — сканирующая микроскопия пьезоэлектрического отклика, УФ - ультрафиолетовое лазерное излучение, Ь - постоянная Планка, в0 - диэлектрическая постоянная, б - диэлектрическая проницаемость в объеме сегнетоэлектрика, 8ь - Диэлектрическая проницаемость поверхностного зазора, X - диэлектрическая восприимчивость.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Мингалиев, Евгений Альбертович, 2011 год

1. Shur V.Ya., Fast polarization reversal process: evolution of ferroelectric domain structure in thin films // Ferroelectric thin films: synthesis and basic properties, - 1996. - v. 10. - p. 193.

2. Лайнс M.E., Гласс A.M., Сегнетоэлектрики и родственные им материалы //М.: Мир, 1981 736 с.

3. Camlibel I., Spontaneous polarization measurements in several ferroelectric oxides using a pulsed-field method // J. Appl. Phys. 1969. - v. 40. - p. 16901693.

4. Блистанов A.A., Бондаренко B.C., Переломова H.B., Стрижев-ская Ф.Н., Чкалова В.В., Шаскольская М.П., Акустические кристаллы. Справочник //М.: Наука, 1982. 632 с.

5. Иона Ф., Ширане Д., Сегнетоэлектрические кристаллы // М.: Мир, 1965.- 555 с.

6. Fatuzzo Е., Merz W., Ferroelectricity // Amsterdam: North-Holland Publishing Company, 1967. 287 p.

7. Барфут Д., Тейлор Д., Полярные диэлектрики и их применение // М.: Мир, 1981.-526 с.

8. Фридкин В.М., Сегнетоэлектрики-полупроводники // М.: Наука, 1976,-408 с.

9. Юрин В.А., Получение устойчивого монодоменного состояния сег-нетоэлектриков // Изв. АН СССР сер. физ. 1960. - № 24. - с. 1329-1333.

10. Lambeck P.V., Jonker G.H., Ferroelectric domain stabilization in BaTi03 by bulk ordering of defects // Ferroelectrics. 1978. - V. 22. - p. 729-731.

11. Robels U., ArltG., Domain wall clamping in ferroelectrics by orientation of defects // J. Appl. Phys. 1993. - v. 73. - p. 3454-3460.

12. Бородина В.А., Бабанских В.А., Бородин В.3., Исследование неоднородного экранирования в кристаллах ВаТЮ3 по локальной пироактивности //ВИНИТИ. 1981. - с. 5531-5581.

13. Stolichnov I., TagantsevA., Setter N., Cross J.S., TsukadaM., Top-interface-controlled switching and fatigue endurance of (Pb,La)(Zr,Ti)03 ferroelectric capacitors // Appl. Phys. Lett. 1999. - v. 74. - p. 3552-3554.

14. Miller R.C., Weinreich G., Mechanism for the sidewise motion of 180 domain walls in barium titanate // Phys. Rev. 1960. - v. 117. - p. 1460-1466.

15. Пригожин И., Кондепуди Д., Современная термодинамика (от тепловых двигателей до диссипативных структур) // М.: Мир, 2002. 461 с.

16. Merz W.J., Domain formation and domain wall motions in ferroelectric BaTi03 Single Crystals //Phys. Rev. 1954. - v. 95. - p. 690-698.

17. Miller R.C., Savage A., Direct Observation of antiparallel domains during polarization reversal in single-crystal barium titanate // Phys. Rev. Lett. 1959. - v. 2. - p. 294-296.

18. Шур В.Я. Доменная структура одноосных сегнетоэлектриков: Дис. докт. физ.-мат. наук. Свердловск, 1990. 335 с.

19. Шур В.Я., ЛетучевВ.В., Румянцев Е.Л., Полевая зависимость параметров переполяризации и форма доменов в германате свинца // ФТТ. -1984.-т. 26.-с. 2510-2512.

20. Шур В.Я., ЛетучевВ.В., РумянцевЕ.Л., ОвечкинаИ.В., Домены треугольной формы в германате свинца // ФТТ. 1985. - т. 27. - с. 1585-1587.

21. Shur V.Ya., Gruverman A.L., Letuchev V.V., Rumyantsev E.L., Subbotin A.L., Domain structure of lead germanate // Ferroelectrics. 1989. - v. 98. -p. 29-49.

22. Dougherty J.P., Sawaguchi E., Cross L.E., Ferroelectric optical rotation domains in single-ciystal Pb5Ge3Oii // Appl. Phys. Lett. 1972. - v. 20. - p. 364365.

23. Shur V.Y., Correlated nucleation and self-organized kinetics of ferroelectric domains in nucleation theory and applications // Wiley 2005. - v. 6. -p. 178-214.

24. Сперанская Е.И., Форма и природа германатов свинца // Ж. неорг. хим. 1960. - № 5. - с. 421-432.

25. Iwasaki Н., Sugii К., Yamada Т., Niizeki N., 5Pb0-3Ge02 crystal; А new ferroelectric // Appl. Phys. Lett. 1971. - v. 18. - p. 444-445.

26. Nanamatsu S., SugiyamaH., Doi K., Kondo Y., Ferroelectricity in Pb5Ge3On // Journal of the Physical Society of Japan. 1971. - v. 31. - p. 616-617.

27. Iwasaki H., Miyazawa S., Koizumi H., Sugii K., Niizeki N., Ferroelectric and optical properties of РЬ5ОезОц and its isomorphous compound Pb5Ge2SiOn // J. Appl. Phys. 1972. - v. 43. - p. 4907-4915.

28. Буш A.A., Веневцев Ю.Н., Монокристаллы с сегнетоэлектриче-скими и родственными свойствами в системе Pb0-Ge02. Возможные области их применения. // М.: НИИТЭХИМ, 1981. 70 с.

29. Iwasaki Н., Sugii К., Niizeki N., Toyoda Н., Switching of optical rotatory power in ferroelectric 5Pb0-3Ge02 single crystals // Ferroelectrics. 1972. -v. 3. - p. 157-161.

30. Панченко T.B., Волнянский М.Д., и др., Дефекты и переполяризация кристаллов PbsGesO,, // ФТТ. 1977. - т. 19. - с. 1238-1244.

31. Blumberg Н., KurstenH. D., Switching behavior of Pb5Ge3Ou single crystals // Kristall und Technik. 1979. - v. 14. - p. 985-989.

32. Suzuki Т., Namikawa Т., Satou M., Switching velocity of Pb5Ge3.xSixOn // Japanese Journal of Applied Physics. 1978. - v. 17. - p. 14311432.

33. Polomska M., Malinovski M., Otto T.T., Dielectric and electric study of Pb5Ge3On //Phys. Stat. Sol. 1979. - v. A56. - p. 335-339.

34. Goto Y., Sawagachi E., Electric conductivity of ferroelectric Pb5Ge30n //J. Phys. Soc. Jap. 1979. - v. 46. - p. 1580-1582.

35. Габриелян B.T., Ионов П.В., Михайлина K.A., Аракелов O.A., Выращивание и некоторые физические свойства монокристаллов 5Pb0-3Ge02 // Кристаллография. 1974. - № 19.-е. 176-178.

36. Гене В.В., Моня В.Г., "Извилистые" домены в кристаллах Pb5Ge3On // ФТТ. 1982. - т. 24. - с. 892-894.

37. Тихомирова Н.А., Баранов А.И., Гинзберг А.В., МоняВ.Г., Чен-ский Е.В., Шувалов JI.A., Роль поверхностных состояний в процессах переполяризации сегнетоэлектрика германата свинца // Письма в ЖЭТФ. 1983. -№39. -с. 335-337.

38. В .Я. Шур, Ю.А. Попов, A.JI. Субботин, Н.В. Коровина Особенности исходной доменной структуры в германате свинца //Известия АН СССР. Сер. физическая. 1984. - т. 48. - с. 1061-1064.

39. Matthias В.Т., Remeika J.P., Ferroelectricity in the ilmenite structure // Phys. Rev. 1949. - V. 76. - p. 1886-1887.

40. Ballman A.A., Growth of piezoelectric and ferroelectric materials by the Czochralski technique // Journal of the American Ceramic Society. 1965. -v. 48. - p. 112-113.

41. Федулов C.A., Шапиро 3.И., Ладыжинский П.Б., Применение метода Чохральского для выращивания монокристаллов LiNb03, LiTa03, NaNb03 // Кристаллография. 1965. - № Ю. - с.' 268-270.

42. Кузьминов Ю.С., Электрооптический и нелинейнооптический кристалл ниобата лития // М.: Наука, 1987. 264 с.

43. Смоленский Г.А., Физика сегнетоэлектрических явлений // М.: Наука, 1985.-396 с.

44. Кузьминов Ю.С., Ниобат и танталат лития материалы для нелинейной оптики // М.: Наука, 1975. — 224 с.

45. Шапиро З.И., Федулов С.А., Веневцев Ю.Н., Температура Кюри сегнетоэлектрика ЫТаОз // ФТТ. 1964. - т. 6. - с. 316-317.

46. Kitamura К, Furukawa Y., Niwa К., Gopalan V., Mitchell Т.Е., Crystal growth and low coercive field 180 degrees domain switching characteristics of stoichiometric LiTa03 // Appl. Phys. Lett. 1998. - v. 73. - p. 3073-3075.

47. Reisman A., Holtzberg F., Heterogeneous equilibria in the systems Li20-, Ag20-Nb205 and oxide-models // J. Am. Chem. Soc. 1958. - v. 80. -p. 6503-6507.

48. Niwa K., Furukawa Y., Takekawa S., Kitamura K, Growth and characterization of MgO doped near stoichiometric LiNb03 crystals as a new nonlinear optical material // Journal of Crystal Growth. 2000. - v. 208. - p. 493- 500.

49. Abrahams S.C., Marsh P., Defect structure dependence on composition in lithium niobate //Acta Crystallographica Section B. 1986. - v. 42. - p. 61-68.

50. Iyi N., Kitamura K., Yajima Y., Kimura S., Furukawa Y., Sato M., Defect structure model of MgO-doped LiNbC>3 // Journal of Solid State Chemistry. -1995.-M. 118.-p. 148- 152.

51. Kitamura K., Furukawa Y., Ji Y., ZgonikM., Medrano C., Montemez-zani G., Gunter P., Photorefractive effect in LiNbOs crystals enhanced stoichiome-try control // J. Appl. Phys. 1997. - v. 82. - p. 1006-1009.

52. Furukawa Y., KitamuraK., Takekawa S., Miyamoto A., Terao M., Suda N., Photorefraction in LiNb03 as a function of Li./[Nb] and MgO concentrations // Appl. Phys. Lett. 2000. - v. 77. - p. 2494-2496.

53. Furukawa Y., Kitamura K., Takekawa S., Niwa K., Hatano H., Stoichiometric Mg:LiNb03 as an effective material for nonlinear optics // Opt. Lett. -1998.-v. 23.-p. 1892-1894.

54. Gopalan V., Mitchell T.E., Furukawa Y., Kitamura K., The role of non-stoichiometry in 180° domain switching of LiNb03 crystals // Appl. Phys. Lett. -1998.-v. 72.-p. 1981-1983.

55. Ishizuki H., Shoji I., TairaT., Periodical poling characteristics of congruent Mg0:LiNb03 crystals at elevated temperature // Appl. Phys. Lett. 2003. -v. 82. - p. 4062-4064.

56. Bergmann G., The electrical conductivity of LiNb03 // Solid State Communications. 1968. - v. 6. - p. 77-79.

57. Jorgensen P.J., Bartlett R.W., High temperature transport processes in lithium niobate // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1969. - v. 30. -p. 2639-2648.

58. Wong K.K., Properties of lithium niobate // 1NSPEC, The Institution of Electrical Engineers, 2002. p. 423.

59. VolkT., Binkley M., Lithium niobate: defects, photorefraction and ferroelectric switching // Springer Series in Materials Science, 2009. p. 250.

60. Huanosta A., West A.R., The electrical properties of ferroelectric LiTa03 and its solid solution // Journal of Applied Physics. 1987. - v. 61. -p. 5386-5391.

61. Hooton J.A., Merz W.J., Etch patterns and ferroelectric domains in BaTi03 single crystals // Phys. Rev. 1955. - v. 98. - p. 409-413.

62. Nassau К., Levinstein H.J., Loiacono G.M., The domain structure and etching of ferroelectric lithium niobate // Appl. Phys. Lett. 1965. - v. 6. - p. 228229.

63. Shur V.Ya., LobovA.I., ShurA.G., Kurimura S., Nomura Y., Te-rabe K., Liu X.Y., Kitamura K., Rearrangement of ferroelectric domain structure induced by chemical etching // Appl. Phys. Lett. 2005. - v. 87. - p. 022905-1022905-3.

64. Zelenovskiy P., FontanaM., ShurV., BoursonP., Kuznetsov D., Raman visualization of micro- and nanoscale domain structures in lithium niobate // Appl. Phys. A: Materials Science & Processing. 2010. - v. 99. - p. 741-744.

65. Новик В.К., Гаврилова Н.Д., Фельдман Н.Б., Пироэлектрические преобразователи //М.: Сов. радио, 1979. 176 с.

66. Новик В.К., Гаврилова Н.Д., Ройтберг М.Б., Рабинович А.З., Методы (эбнаружепия и исследования пироэффекта // Электронная техника. Сер. 14. Материалы. 1969. - № 1. - с. 167-173.

67. Новик В.К., Пироэлектрический эффект в пьезоэлектрических кристаллах (методы измерений и результаты исследований) // Сер. Государственная служба стандартных справочных данных, 1976.

68. Желудев И.С., Основы сегнетоэлектричества // М: Атомиздат, 1973.-477 с.

69. Кременчугский JI.C., Ройцина О.В., Пироэлектрические приёмные устройства // М.: Наукова думка, 1982. - 363 с.

70. Venables J.D., Damage-induced microdomains in LiTa03 // Appl. Phys. Lett. 1974. - v. 25. - p. 254-256.

71. Ohnishi N., Iizuka Т., Etching study of microdomains in LiNb03 single crystals // J. Appl. Phys. 1975. - v. 46. - p. 1063-1067.

72. Pendergrass L.L., Ferroelectric microdomain reversal at room temperature in lithium niobate // J. Appl. Phys. 1987. - v. 62. - p. 231-236.

73. ShurV., Rumyantsev E., Batchko R., Miller G., FejerM., ByerR., Physical basis of the domain engineering in the bulk ferroelectrics // Ferroelectrics. 1999.-v. 221.-p. 157-167.

74. Houe M., Townsend P.D., Thermal polarization reversal of lithium niobate // Appl. Phys. Lett. 1995. - v. 66. - p. 2667-2669.

75. Прохоров A.M., Советская энциклопедия // M.: 1983. 584 с.

76. Wengler М.С., MullerM., Soergel E., Buse K., Poling dynamics of lithium niobate crystals // Appl. Phys. B: Lasers and Optics. 2003. - v. 76. - p. 393396.

77. Brown P.T., Ross G.W., Eason R.W., Pogosyan A.R., Control of domain structures in lithium tantalate using interferometric optical patterning // Optics Communications. 1999. - v. 163. - p. 310-316.

78. Boyland A.J., Mailis S., Barry I.E., Eason R.W., Kaczmarek M., Latency effects and periodic structures in light-induced frustrated etching of Ferdoped LiNb03 // Appl. Phys. Lett. 2000. - v. 77. - p. 2792-2794.

79. Brown P.T., Mailis S., Zergioti I., Eason R.W., Microstructuring of lithium niobate single crystals using pulsed UV Laser modification of etching characteristics // Optical Materials. 2002. - v. 20. - p. 125-134.

80. Mailis S., Brown P.T., Sones C.L., Zergioti I., Eason R. W., Etch frustration in congruent lithium niobate single crystals induced by femtosecond ultraviolet laser irradiation // Appl. Phys. A: Materials Science & Processing. 2002. -v. 74.-p. 135-137.

81. Mailis S., RiziotisC., Smith P.G.R., Scott J.G., Eason R.W., Continuous wave ultraviolet radiation induced frustration of etching in lithium niobate single crystals // Applied Surface Science. 2003. - v. 206. - p. 46-52.

82. Scott J.G., Boyland A.J., Mailis S., Grivas C., Wagner O., Lagoutte S., Eason R.W., Self-ordered sub-micron structures in Fe-doped LiNb03 formed by light-induced frustration of etching // Applied Surface Science. 2004. - v. 230. -p. 138-150.

83. Mailis S., Sones C.L., Scott J.G., Eason R.W., UV Laser-induced ordered surface nanostructures in congruent lithium niobate single crystals // Applied Surface Science. 2005. - v. 247. - p. 497-503.

84. MullerM., Soergel E., Buse K., Influence of ultraviolet illumination on the poling characteristics of lithium niobate crystals // Appl. Phys. Lett. 2003. -v. 83. - p. 1824-1826.

85. Wengler M.C., Fassbender B., Soergel E., Buse K., Impact of ultraviolet light on coercive field, poling dynamics and poling quality of various lithium niobate crystals from different sources // J. Appl. Phys. 2004. - v. 96. - p. 28162820.

86. Hou Peipei, Zhi Yanan, Liu Liren, Laser-induced preferential domain nucleation in hafnium-doped congruent lithium niobate crystal // Appl. Phys. A. -2010.-v. 99.-p. 105-109.

87. Zhong G.G., JianJ., WuZ.K., Measurements of optically induced refractive-index damage of lithium niobate doped with different concentrations of MgO// Journal of the Optical Society of America. 1980. - v. 70. - p. 631.

88. Barry I.E., EasonR.W., CookG., Light-induced frustration of etching in Fe-doped LiNb03 // Applied Surface Science. 1999. - v. 143. - p. 328- 331.

89. Wellington I.T., Valdivia C.E., Sono T.J., Sones C.L., Mailis S., Eason R.W., Ordered nano-scale domains in lithium niobate single crystals via phase-mask assisted all-optical poling // Applied Surface Science. 2007. - v. 253. -p. 4215-4219.

90. Shur V.Ya., Kuznetsov D.K., Lobov A.I., Pelegov D.V., Pelegova E.V., Osipov V.V., Ivanov M.G., Orlov A.N., Self-similar surface nanodomain structures induced by laser irradiation in lithium niobate // Physics of Solid State. -2008.-v. 50.-p. 717-723.

91. ШурВ.Я., ЛетучевВ.В., Лосева Н.Б., Назыров К.Ш., Электрические *и оптические характеристики тонких пленок на основе окислов индия и олова // Реальная структура и свойства твердых тел. 1983. - с. 98-103.

92. Shur V.Ya., Gruverman A.L., Ponomarev N.Yu., Rumyantsev E.L., Tonkachyova N.A., Domain structure kinetics in ultrafast polarization switching in lead germanate // JETP Letters. 1991. - v. 53. - p. 615-619.

93. Shur V.Ya., Gruverman A.L., Ponomarev N.Yu., Rumyantsev E.L., Tonkachyova N., Fast Reversal process in real ferroelectrics, Integrated Ferroelec-trics // Integrated Ferroelectrics. 1992. - v. 2. - p. 51-62.

94. Шур В.Я., Летучев B.B., Попов Ю.А., Сарапулов В.И., Изменение доменной структуры германата свинца при его переполяризации // Кристаллография. 1985. -№ 30. - с. 945-949.

95. Russ J., Fractal Surfaces // NY.: Plenum Press, 1994.

96. Shur V.Ya. Korovina N.V., Gruverman A.L., Time dependence and distribution of the internal field in lead germanate // Sov.Phys.Tech.Phys. 1985. -v. 30. - p. 1204-1205.

97. LiuX., KitamuraK., Terabe K., Thermal stability of LiTa03 domains engineered by scanning force microscopy // Appl. Phys. Lett. 2006. - v. 89. - p. 142906.

98. Shur V.Ya., Rumyantsev E.L., Nikolaeva E.V., Shishkin E.I., Fast and superfast motion of ferroelectric domain boundaries // Integrated Ferroelectrics. -2003: v. 59. - p. 1493-1503.

99. Shur V.Ya., Popov Y.A., Korovina N.V., Bound internal field in lead germanate // Physics of Solid State. 1984. - v. 26. - p. 471-474.

100. Shur V.Ya., Kinetics of ferroelectric domains: application of general approach to LiNbCh and LiTaC>3 // Journal of Materials Science. 2006. - v. 41. -p. 199-210.

101. Shur V.Ya., Domain nanotechnology in lithium niobate and lithium tantalate crystals // Ferroelectrics. 2010. - v. 399. - p. 97-106.

102. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

103. Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК:

104. ShurV.Ya., Baturinl.S., Rumyantsev E.L., Pelegov D.V., Minga-Iiev E.A., Samarin P.V., Direct study of super-fast domain kinetics in lead germa-nate single crystals // Ferroelectrics 2006. - v. 341. - p. 67-74.

105. Kuznetsov D.K., Shur V.Ya., Mingaliev E.A., Negashev S.A., Lo-bovA.I., Rumyantsev E.L., NovikovP.A., Nanoscale domain structuring in lithium niobate single crystals by pulse laser heating // Ferroelectrics — 2010. -v. 398. — p. 49-54.

106. Mingaliev E.A., ShurV.Ya., Kuznetsov D.K., Negashev S.A., Lo-bov A.I., Formation of stripe domain structures by pulse laser irradiation of LiNb03 crystals // Ferroelectrics 2010. - v. 399. - p. 7-13.

107. Zelenovskiy P.S., ShurV.Ya., BoursonP., Fontana M.D., Kuznetsov D.K., Mingaliev E.A., Raman study of neutral and charged domain walls in lithium niobate // Ferroelectrics 2010. - v. 398. - p. 34-41.

108. Тезисы всероссийских и международных научных конференций:

109. Шур В .Я., Мингалиев Е.А., Батурин И. С., ЕжовА.В., Шишкин Е.И., Небогатиков М.С., Необычная кинетика доменов в германате свинца // Тезисы XVIII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектри-ков, Санкт-Петербург, Россия, 12-14 июня 2008. с. 214.