Сегнетоэлектрические и пьезоэлектрические свойства и фазовые превращения в кристаллах глицина тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Васильева Дарья Сергеевна

• Васильева Дарья Сергеевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Васильева Дарья Сергеевна

Введение

Глава 1 Обзор литературы

1.1 Сегнетоэлектрические и сопутствующие свойства кристаллов

1.1.1 Пьезоэлектрические свойства

1.1.2 Сегнетоэлектрические свойства

1.2 Доменная структура одноосных сегнетоэлектриков

1.2.1 Сегнетоэлектрические доменные стенки

1.2.2 Экранирование деполяризующего поля

1.2.3 Переключение поляризации

1.3 Молекулярные кристаллы

1.3.1 Органические сегнетоэлектрики

1.3.2 Глицин

1.3.3 Полиморфизм глицина

1.3.4 Нелинейно-оптические, пьезоэлектрические и сегнетоэлектрические свойства глицина

1.4 Создание островковых пленок

1.5 Краткие выводы

Глава 2. Исследуемый материал, экспериментальные установки и методики экспериментов

2.1 Исследуемый материал

2.2 Экспериментальные установки

2.2.1 Оптическая микроскопия

2.2.2 Конфокальная микроскопия комбинационного рассеяния света

2.2.3 Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ)

2.2.4 Селективное химическое травление

2.3 Методики

2.3.1 Выращивание кристаллов

2.3.3 Определение полиморфных фаз

2.3.3 Определение направления кристаллических осей

2.3.3 Визуализация топографии

2.3.4 Исследование доменной структуры

2.3.5 Измерение пьезоэлектрических коэффициентов

2.4 Краткие выводы

Глава 3. Пьезоэлектрические свойства и полиморфные превращения

3.1 Эффективные пьезоэлектрические коэффициенты

3.2 Полиморфные фазовые превращения

3.2.1 Фазовое превращение р^-а

3.2.2 Фазовое превращение р^-у

3.3 Краткие выводы

Глава 4. Доменная структура

4.1 Исходная доменная структура

4.2 Изменение доменной структуры при локальном переключении поляризации

4.2.1 Переключение вдали от доменных стенок

4.2.2 Переключение вблизи доменных стенок

4.3 Особенности распределения поляризации вблизи заряженных доменных стенок

4.4. Особенности топографии вблизи заряженных и нейтральных доменных стенок

4.5 Краткие выводы

Глава 5. Ансамбли микрокристаллов глицина

5.1 Морфология

5.2 Процесс формирования ансамблей

5.3 Сегнетоэлектрические свойства

5.4 Краткие выводы

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Благодарности

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сегнетоэлектрические и пьезоэлектрические свойства и фазовые превращения в кристаллах глицина»

Введение

Актуальность темы исследования и степень ее проработанности

В настоящее время неорганические сегнетоэлектрики, такие как цирконат-титанат свинца, ниобат лития и танталат лития, широко используются в качестве пьезоэлектрических материалов. Следует отметить, что их пьезоэлектрические характеристики могут быть существенно улучшены за счет создания доменной структуры с заданными параметрами (инженерии доменных стенок). Однако, для биомедицинских применений требуются пьезоэлектрические материалы, совместимые с биологическими тканями. Наилучшими кандидатами для таких применений являются органические сегнетоэлектрики. Исследование микро- и нанодоменных структур в сегнетоэлектриках является одним из актуальных направлений физики твердого тела.

Глицин является простейшей аминокислотой и в сегнетоэлектрической Р-фазе может служить модельным материалом для изучения доменной структуры и механизма переключения поляризации в органических сегнетоэлектриках. Он служит биометрическим структурным прототипом для протеинов и других аминокислот. Однако, в отличие от белков, нуклеиновых кислот и липидов, часто имеющих упорядочение по типу жидких кристаллов [1], аминокислоты представляют собой кристаллические вещества. В микрокристаллах Р-глицина, вырастающих на подложке, для исследования доменной структуры доступна только неполярная поверхность, что позволяет исследовать переключение поляризации и эволюцию доменной структуры только на неполярном срезе. Следует отметить, что в сегнетоэлектриках переключение поляризации на неполярных срезах слабо изучено. Кристаллы глицина при нормальных условиях имеют несколько полиморфных состояний [2, 3], свойства которых существенно различаются, поэтому контроль полиморфных фаз является важной задачей.

Продолжающаяся тенденция к миниатюризации элементов памяти стимулирует поиск методов самоорганизованного формирования массивов сегнетоэлектрических изолированных микро- и нано-кристаллов, в которых биты

информации могут быть переключены независимо без возникновения перекрестных эффектов.

Данная работа направлена на исследование пьезоэлектрических и сегнетоэлектрических свойств и полиморфных фазовых превращений в кристаллах глицина. Проводимые исследования актуальны как для решения фундаментальных проблем физики твердого тела, так и для практических применений.

Целью работы является исследование сегнетоэлектрических и пьезоэлектрических свойств и полиморфных фазовых превращений в кристаллах глицина.

Для реализации поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:

1) Измерить эффективные пьезоэлектрические коэффициенты.

2) In situ исследовать полиморфные фазовые превращения из сегнетоэлектрической Р-фазы глицина в неполярную а-фазу и пьезоэлектрическую у-фазу.

3) Детально исследовать исходную доменную структуру и ее кинетику при локальном переключении в кристаллах Р-глицина.

4) Исследовать структуру и механизмы формирования упорядоченных ансамблей изолированных микрокристаллов Р-глицина субмикронных размеров при высыхании тонких пленок раствора.

Объекты исследования

Исследовались сегнетоэлектрические и пьезоэлектрические свойства и фазовые превращения в кристаллах глицина, выращенных из водного раствора.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) Показано, что различие пьезоэлектрических коэффициентов позволяет использовать силовую микроскопию пьезоэлектрического отклика для визуализации кинетики полиморфных фазовых превращений.

2) Впервые измерена скорость движения фазовой границы при превращении в—>у и выявлена ее зависимость от влажности. Предложены механизмы изменения структуры при фазовых превращениях р—а и Р—у на основе анализа изменений спектров комбинационного рассеяния.

3) В Р-глицине выявлено три типа доменов с заряженными доменными стенками и предложены механизмы их формирования, а также нанодомены, образование которых отнесено за счет циклического перемещения заряженных макроступеней под действием пироэлектрического поля.

4) Выявлена существенная униполярность локального переключения доменной структуры в Р-глицине, обусловленная наличием поля смещения, что приводит к самопроизвольному обратному переключению после выключения внешнего поля и «аномальному» росту доменов.

5) Впервые показано, что исходная доменная структура и ее изменение в электрическом поле в одноосных органических и неорганических сегнетоэлектриках качественно подобны и что рост доменов на неполярном срезе происходит за счет движения кинков и макроступеней.

6) Впервые получены упорядоченные ансамбли изолированных микрокристаллов Р-глицина субмикронных размеров и предложена модель их формирования при высыхании тонких пленок раствора.

Теоретическая значимость

Полученные на основании анализа спектров комбинационного рассеяния оригинальные механизмы изменения структуры кристаллов глицина при фазовых превращениях важны для понимания кинетики полиморфных фазовых переходов на молекулярном уровне. Качественное подобие исходной доменной структуры и ее изменения при локальном переключении на неполярном срезе в одноосных органических и неорганических сегнетоэлектриках открывает возможности для выявления механизмов эволюции доменной структуры в сегнетоэлектриках. Модель формирования упорядоченных ансамблей микрокристаллов, учитывающая динамику фронтов высыхания и распределение пересыщения раствора вблизи линии раздела, представляет интерес для изучения кристаллизации в неравновесных условиях и формирования самоупорядоченных структур.

Практическая значимость

Определение пространственного распределения полиморфных фаз в кристаллах глицина с высоким пространственным разрешением с помощью силовой микроскопии пьезоэлектрического отклика и возможность управления скоростью движения фазовой границы за счет изменения влажности представляют значительный интерес для фармакологии. Выявленный механизм роста доменов на неполярном срезе за счет движения кинков и формирующихся макроступеней, а также формирование нанодоменной структуры за счет циклического перемещения заряженных макроступеней под действием пироэлектрического поля при цикле нагрев-охлаждение важны для развития методов нанодоменной инженерии. Разработанный метод получения упорядоченных ансамблей однородно распределенных изолированных сегнетоэлектрических микрокристаллов Р-глицина субмикронных размеров на проводящей подложке может быть использован для создания элементов памяти, нанотрубок и нанопроводов, нанокристаллов для устройств функциональной электроники.

Положения, выносимые на защиту

1) Скорость роста фазы при полиморфном фазовом превращении ß^-y зависит от влажности, и увеличение влажности выше порогового значения позволяет контролировать скорость движения фазовой границы.

2) Образование исходных доменных структур с заряженными доменными стенками: (1) полосовых доменов с плоскими стенками, (2) ансамблей игольчатых доменов, (3) доменов со стенками неправильной формы -отнесено за счет влияния слоев роста и пироэлектрических полей.

3) Рост доменов на неполярном срезе в органических сегнетоэлектриках происходит за счет движения в полярном направлении кинков (элементарных ступеней) и формирующихся макроступеней.

4) Наблюдающиеся особенности исходной доменной структуры и ее изменение в электрическом поле в органическом сегнетоэлектрике ß-глицине качественно подобны закономерностям, обнаруженным при локальном переключении на неполярном срезе в одноосных неорганических сегнетоэлектриках.

5) Формирование ансамблей изолированных микрокристаллов ß-глицина при высыхании тонких пленок раствора происходит за счет образования точек разрыва пленки и роста микрокристаллов на фронте высыхания, а упорядочение микрокристаллов обусловлено динамикой фронтов высыхания и неоднородностью распределения пересыщения раствора.

Методология и методы

Подробные экспериментальные исследования пьезоэлектрических и сегнетоэлектрических свойств и фазовых превращений в кристаллах глицина были получены с использованием современного высокоточного аналитического оборудования. Основной особенностью проведенных исследований является малый размер исследуемых кристаллов.

Пьезоэлектрические и сегнетоэлектрические свойства, доменная структура и движение фазовой границы при фазовых превращениях в кристаллах глицина

исследовались с помощью силовой микроскопии пьезоэлектрического отклика; полиморфные фазы и направления кристаллических осей определялись с помощью конфокальной микроскопии комбинационного рассеяния света; морфология кристаллов визуализировалась с помощью оптической микроскопии и атомно-силовой микроскопии.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением поверенных и калиброванных средств измерений, надежной статистикой экспериментов, применением современных и независимых методов обработки экспериментальных данных, согласием с результатами других авторов и непротиворечивостью известным физическим моделям. Достоверность расчетов подтверждается обоснованностью допущений, а также согласованностью с экспериментальными результатами.

Апробация результатов

Основные результаты были представлены на 1) XX Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков (ВКС-XX) (Красноярск, 2014), 2) Третьей школе молодых ученых по физике наноструктурированных и кристаллических материалов (Нижний Новгород, 2014), 3) 7th Int. Conference "Piezoresponse Force Microscopy and Nanoscale Phenomena in Polar Materials" with Int. Youth Conference "Functional Imaging of Nanomaterials" (PFM-2014) (Ekaterinburg, 2014), 4) Joint IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics, International Workshop on Acoustic Transduction Materials and Devices & Workshop on Piezoresponse Force Microscopy (ISAF/IWATMD/PFM) (Pennsylvania, USA, 2014), 5) Joint International Symposium 12th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity and 9th International Conference on Functional Materials and Nanotechnologies (RCBJSF - 2014 - FM&NT) (Riga, Latvia, 2014) 6) Joint IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectric, International Symposium on Integrated Functionalities, and Piezoresponse Force Microscopy Workshop (ISAF-ISIF-PFM) (Singapore, 2015), 7) 13th European Meeting

on Ferroelectricity (Porto, Portugal, 2015), 8) 8th International conference on Advanced Vibrational Spectroscopy (Vienna, Austria, 2015), 9) UK-Russian scientific workshop "Molecular materials: from fundamentals to applications" (Novosibirsk, 2015), 10) International Workshop "Modern Nanotechnologies" (Ekaterinburg, 2015), 11) XXI Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков (ВКС - XXI) (Казань, 2017), 12) International conference Scanning Probe Microscopy (Екатеринбург, 2017).

Публикации и личный вклад автора

Основные результаты исследований опубликованы в 30 печатных работах (в том числе в шести статьях в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК и в 24 тезисах Всероссийских и международных конференций).

Диссертационная работа выполнена в лаборатории наноразмерных сегнетоэлектрических материалов Института естественных наук и математики и лаборатории сегнетоэлектриков отдела оптоэлектроники и полупроводниковой техники Института естественных наук и математики УрФУ с использованием оборудования Уральского ЦКП «Современные нанотехнологии» УрФУ в рамках исследований, проводимых при частичной поддержке гранта президента РФ для молодых ученых (контракт 14.Y30.15.6554-MK).

Основные результаты работы были получены лично автором. Выбор направления исследований, обсуждение результатов и формулировка задач проводились совместно с научным руководителем профессором В.Я. Шуром, зав. лаборатории А.Л. Холкиным и с.н.с. П.С. Зеленовским. Эксперименты по исследованию пьезоэлектрических и сегнетоэлектрических свойств проводились совместно с м.н.с. С.Г. Васильевым и Dr. E. Seyedhosseini. Создание и исследование ансамблей микрокристаллов глицина проводились совместно с м.н.с. А.С. Нураевой, с.н.с. К.Н. Романюком и Dr. E. Seyedhosseini. Исследование кристаллов глицина методом конфокальной микроскопии комбинационного рассеяния света проводилось совместно со с.н.с. П.С. Зеленовским. Автор

принимал непосредственное участие в подготовке публикаций и докладов для международных и российских конференций по теме диссертационной работы.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списков сокращений и условных обозначений и цитируемой литературы. Общий объем работы составляет 117 страниц, включая 64 рисунка, 4 таблицы, список сокращений и условных обозначений и список литературы из 177 наименований.

Глава 1 Обзор литературы

1.1 Сегнетоэлектрические и сопутствующие свойства кристаллов

Приложение электрического поля к диэлектрическому кристаллу любого из 32 кристаллографических классов (точечных групп) индуцирует формирование микроскопических дипольных моментов, складывающихся в макроскопическую поляризацию. В диэлектриках, помещенных в электрическое поле, возникают различные электромеханические эффекты. Кристалл, находящийся в «свободном» состоянии, под действием поля деформируется, а в «зажатом» кристалле возникают упругие напряжения. С физической точки зрения электромеханические эффекты являются смещением зарядов под действием поля. Другими словами, электрической поляризации всегда сопутствует механическая деформация [4].

Симметрия диэлектрика определяет, каким образом механическая деформация будет зависеть от напряженности электрического поля. В кристаллах, имеющих центр симметрии, знак деформации в электрическом поле не зависит от полярности приложенного напряжения, то есть зависимость деформации от приложенного электрического поля является квадратичной. Этот эффект называется электрострикцией и существует во всех твердых диэлектриках, независимо от их структуры и симметрии, но эффект электрострикции весьма мал. Кроме того, электрострикция не имеет обратного эффекта: при деформации кристалла не возникает механически индуцированная поляризация.

В диэлектриках с нецентросимметричной структурой наблюдается более выраженный электромеханический эффект. Двадцать из тридцати двух кристаллографических классов являются пьезоэлектрическими. Поляризация в этих кристаллах может быть вызвана приложением механических напряжений.

Десять пьезоэлектрических классов, обладающих одной или несколькими полярными осями, характеризуются наличием конечной макроскопической поляризации р в отсутствие внешних воздействий. Эта поляризация называется спонтанной, а диэлектрики, в которых она наблюдается, пироэлектриками [5].

Наличие микроскопических дипольных моментов в кристалле в отсутствии внешнего электрического поля является следствием естественной асимметрии элементарной кристаллической ячейки. Если такие диполи упорядочены, то возникает макроскопическая спонтанная поляризация Р5. Для пироэлектриков, длительно находящихся при постоянной температуре, наличие спонтанной поляризации никак не проявляется, так как поля, создаваемые связанными зарядами, нейтрализуются свободными зарядами проводимости или внешней среды. При изменении температуры величина спонтанной поляризации изменяется и электрическое поле экранирующих зарядов уже не может скомпенсировать ее полностью, что приводит к появлению электрического поля и возникновению электрических зарядов на гранях, перпендикулярных направлению спонтанной поляризации. Такой эффект называется пироэлектрическим. Скорость убывания электрического поля, которое возникает между полярными поверхностями пироэлектрика при изменении температуры, зависит от скорости экранирования.

Мерой пироэлектрической активности полярных диэлектриков принято считать пироэлектрический коэффициент у, равный отношению изменения спонтанной поляризации ДРв к приращению температуры ДТ: у [Кл/(см2К)] = ДРб/ДТ [6, 7].

Сегнетоэлектрики - вещества, обладающие в определенном интервале температур спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, ориентированной в двух или нескольких направлениях, которые могут быть изменены под действием электрического поля [8, 9]. Наличие полярной оси в кристалле можно установить с помощью рентгеноструктурного анализа.

Таким образом любой сегнетоэлектрик является пироэлектриком и пьезоэлектриком.

1.1.1 Пьезоэлектрические свойства

Прямой и обратный пьезоэлектрический эффект

Прямой пьезоэлектрический эффект можно описать следующим образом: (1) механическое напряжение Х воздействует на образец, (2) в образце возникает упругая деформация х, из-за которой в пьезоэлектрическом кристалле появляется

электрическая поляризация (рисунок 1.1 а-в). Поскольку электрическая проводимость пьезоэлектрика мала, то поляризация проявляется в виде механически индуцированных электрических зарядов на поверхности деформированного кристалла. Величина механически индуцированной поляризации Р определяется плотностью этих зарядов, а направление выбирается от «-» к «+», как показано на рисунке 1.1 б,в. При отсутствии механических воздействий (X = 0, х = 0) пьезоэлектрик не поляризован и на его поверхности отсутствуют заряды (рисунок 1.1а). При деформации растяжения («положительной» деформации, х>0) или деформации сжатия («отрицательной» деформации, х<0) в пьезоэлектрике появляется поляризация. Изменение знака механического воздействия (например, замена сжатия (рисунок 1.1 б) растяжением (рисунок 1. 1 в)) вызывает смену знака поляризации Р. Прямой пьезоэлектрический эффект является линейным - величина поляризации пропорциональна величине деформации (рисунок 1.1ж).

Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в том, что нецентросимметричный кристалл деформируется под действием внешнего электрического поля (рисунке 1.1 д,е). При смене знака напряженности внешнего электрического поля Е знак деформации, индуцированной этим полем, изменяется. Величина деформации кристалла зависит линейно от изменения величины поля (рисунок 1. 1з). Пьезоэлектрические эффекты были открыты братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880—1881 гг. [10].

В случае прямого пьезоэффекта поляризация возникает за счет смещения связанных заряженных частиц нецентросимметричного диэлектрика. В центросимметричном диэлектрике смещение заряженных частиц под действием механической силы не приводит к поляризованному состоянию, поскольку в силу наличия в его структуре центра симметрии, происходит компенсация электрических моментов, создаваемых смещением положительных и отрицательных зарядов.

Рисунок 1.1 - Схема (а-в,ж) прямого и (г-е,з) обратного пьезоэлектрического

эффекта [11]

Органические пьезоэлектрики

Подавляющее большинство биомолекул и биомолекулярных кристаллов нецентросимметричны [12] и являются пьезоэлектриками. Фукада в 1957 г [13] и Шамо и Лавин в 1963 г наблюдали пьезоэлектрический эффект в костях. [14]. Они постулировали пьезоэлектричество как фундаментальное свойство биологических материалов [15]. Пьезоэлектрический эффект наблюдался на макроскопическом уровне в твердых (зубы, рога, хрящи) и мягких тканях (шишковидная железа [16]), а также на микро- и наноскопическом (кости [17], коллагеновые фибриллы [18], амилоидные фибриллы [19]) и молекулярном (аминокислоты) уровнях. Было показано, что все кристаллы хиральных (не совмещающихся в пространстве со своим зеркальным отражением) белковых аминокислот являются пьезоактивными [20, 21].

1.1.2 Сегнетоэлектрические свойства

По количеству кристаллографических осей, вдоль которых может быть ориентирован вектор спонтанной поляризации, сегнетоэлектрики делятся на одноосные и многоосные.

Характерной особенностью сегнетоэлектриков является наличие точки фазового перехода (температуры Кюри ТД которая разделяет сегнетофазу и неполярную парафазу [22, 23]. В сегнетоэлектрических материалах существуют два основных типа фазовых переходов: «порядок-беспорядок» и «смещения» [9, 24].

В первом случае в парафазе ионы, определяющие спонтанную поляризацию, могут находиться в нескольких энергетически эквивалентных разрешенных положениях в элементарной ячейке. При фазовом переходе порядок-беспорядок изменение симметрии происходит за счет перераспределения ионов по ранее равновероятным положениям. При фазовом переходе типа смещения спонтанная поляризация возникает за счет сдвига минимума потенциальной энергии ионов в ячейке в несимметричное положение.

Образующаяся вследствие собственной асимметрии элементарной ячейки и возникновения дипольных моментов спонтанная поляризация испытывает разрыв на полярных поверхностях сегнетоэлектрика, что приводит к появлению связанных зарядов с поверхностной плотностью рь, численно равной Р3.

div Р8 = ръ (1.1)

Локализованные на полярных поверхностях связанные заряды создают деполяризующее поле Еаер, которое стремится изменить направление поляризации.

Р

ЕЛер =-Р- (1.2)

где еь - диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрика, ва - диэлектрическая проницаемость вакуума.

1.2 Доменная структура одноосных сегнетоэлектриков

В сегнетоэлектрической фазе (ниже температуры Кюри Тс) в кристалле образуются пространственно связанные области с одинаковым направлением спонтанной поляризации - домены, - разделенные доменными стенками. Совокупность доменов в кристалле называют доменной структурой. Изменение направления спонтанной поляризации Р8 в сегнетоэлектриках под действием электрического поля называют переключением поляризации [25].

В одноосных сегнетоэлектриках, таких как ниобат лития, ниобат бария стронция и другие, возможны только два направления поляризации р (вдоль

единственной полярной оси). Таким образом доменная структура состоит из антипараллельных доменов, разделенных 180-градусными доменными стенками. Доменная структура многоосных сегнетоэлектриков, таких как титанат бария, титанат свинца и другие, значительно сложнее, поскольку спонтанная поляризация Р может быть направлена вдоль любой из нескольких полярных осей [8, 26]. Например, в титанате бария, который при разных температурах находится в разных фазах, отличающихся друг от друга симметрией элементарной ячейки, в тетрагональной фазе спонтанная поляризация может быть направлена вдоль любой из трех осей, а доменные стенки, разделяющие смежные домены, могут быть 180-градусными и 90-градусными. В ромбической фазе в титанате бария спонтанная поляризация может быть направлена вдоль любой из шести осей, а доменные стенки могут быть 180-градусными, 120-градусными и 60-градусными. В ромбоэдрической фазе в титанате бария спонтанная поляризация может ориентироваться вдоль любой из четырех осей, а стенки бывают 180-градусными, 110-градусными и 70-градусными.

Считается, что форма образующихся в кристалле доменов в основном определяется симметрией кристаллической решетки [5]. Домены обычно имеют вид призм или усеченных пирамид. На полярном срезе изолированные домены имеют форму правильных многоугольников [27], а на неполярном - вытянутых

треугольников или полос. Форма доменов в органических и неорганических кристаллах качественно подобна [28, 29].

Многообразие доменных структур, наблюдаемых в экспериментах, невозможно объяснить только симметрией кристаллов. Следует иметь в виду, что экранирование деполяризующего поля позволяет закрепить метастабильные доменные конфигурации, возникающие при приложении внешнего электрического поля. Форма таких конфигураций определяется эволюцией доменной структуры, и может варьироваться от монодоменного состояния до ансамблей нанодоменов с заряженными доменными стенками [9, 30, 31]. Энергия этих структур выше, чем равновесных, но они могут существовать длительное время. 1.2.1 Сегнетоэлектрические доменные стенки

В ферромагнитных материалах на доменной стенке вектор намагниченности постепенно поворачивается, формируя широкую переходную область от одного направления к другому [32, 33]. Однако в сегнетоэлектриках вектор спонтанной поляризации не может принимать произвольные направления, поскольку это приводило бы к искажениям кристаллической решетки за счет электрострикции. Поэтому внутри 180° доменной стенки величина вектора поляризации проходит через ноль [34].

На форму и толщину доменных стенок влияет ряд факторов, таких как направления кристаллографических осей, температура и давление. Толщина сегнетоэлектрической доменной стенки, измеренная экспериментально с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения [35-40], составляет несколько постоянных решетки, тогда как в ферромагнетиках толщина доменной стенки достигает порядка сотни постоянных решетки [9]. Это означает, что механические напряжения вблизи доменных стенок должны быть минимальны [8].

Образование и существование в сегнетоэлектриках стабильных заряженных доменных стенок, разделяющих домены с направлением поляризации «голова-к-голове» и «хвост-к-хвосту» (рисунок 1.2), наблюдалось экспериментально [41-45]. В процессе переключения поляризации под действием внешнего электрического

поля также образуются и растут в полярном направлении клиновидные домены с заряженными доменными стенками.

Существование заряженных стенок возможно за счет объемного экранирования деполяризующего поля, создаваемого связанными зарядами, и непосредственно связано с его эффективностью. В некоторых случаях связанные заряды частично или полностью компенсируются за счет объемной проводимости кристалла, что приводит к стабилизации доменной стенки [31].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Васильева Дарья Сергеевна, 2018 год

Список литературы

1 Минц, Р.И. Жидкие кристаллы в биологических системах / Р.И. Минц, Е.В.

Кононенко. - Москва: ВИНИТИ, 1982. - 145 с.

2 Goryainov, S.V. Raman observation of a new (Z) polymorph of glycine? / S.V.

Goryainov, E.V. Boldyreva, E.N. Kolesnik // Chemical Physics Letters. - 2006. -Vol. 419. - P. 496-500.

3 Polymorphism of glycine. Thermodynamic aspects. Part I. Relative stability of the

polymorphs / E. V. Boldyreva [et al.] // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry.

- 2003. - Vol. 73. - P.409-418.

4 Piezoelectric Crystal Classes. [Электронный ресурс] / Newcastle University, UK //

https://www.staff.ncl.ac.Uk/j.p.goss/symmetry/PP_Piezo.html. - 2017

5 Барфут, Дж. Полярные диэлектрики и их применение / Дж. Барфут, Д. Тейлор;

пер. с англ. Л. А. Шувалова. - Москва : Мир, 1981. - 526 с.

6 Новик В.К., Методы обнаружения и исследования пироэффекта / В.К. Новик,

Н.Д. Гаврилова, М.Б. Ройтберг, А.З. Рабинович // Электронная техника. Сер.14. Материалы. - 1969. - T. 1. - C. 167-173.

7 Новик В.К., Пироэлектрический эффект в пьезоэлектрических кристаллах

(методы измерений и результаты исследований) // Сер. Государственная служба стандартных справочных данных. - 1976.

8 Иона, Ф. Сегнетоэлектрические кристаллы / Ф. Иона, Д. Ширане; пер. с англ. Л.

А. Фейгина и Б. К. Севастьянова под ред. Л. А. Шувалова. - Москва : Мир, 1965.

- 555 с.

9 Лайнс, М. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы / М. Лайнс, А. Гласс;

пер. с англ. В. В. Леманова и Г. А. Смоленского. - Москва : Мир, 1981. - 736 с.

10 Иоффе, А. Ф. Пьер Кюри: Доклад, прочитанный 19 апреля 1956 г. на торжественном заседании Академии наук СССР, Советского комитета защиты мира, Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и Всесоюзного общества культурной связи с заграницей, посвященном

пятидесятилетию со дня смерти Пьера Кюри / А. Ф. Иоффе // Успехи физических наук. - 1956. - Т. 58, вып. 4. - С. 571-579.

11 Поплавко, Ю. М. Физика активных диэлектриков / Ю. М. Поплавко, Л. П. Переверзева, И. П. Раевский. - Ростов-на-Дону : Изд-во Южного федерального университета, 2009. - 478 с.

12 Why biomolecules prefer only a few crystal structures / Yu. E. Kitaev [et al.] // Phys. Rev. E. - 2003. - Vol. 67 - Art.num. 011907.

13 Fukada, E. On the piezoelectric effect of bone / E. Fukada, I. Yasuda // J.Phys. Sc. Japan. - 1957. - Vol. 12. - P. 1158.

14 Shamos, M. H. Piezoelectric effect in Bone / M. H. Shamos, L. S. Lavine, M. I. Shamos // Nature. - 1963. - Vol. 197 - P. 81.

15 Shamos, M. H. Piezoelectricity as a fundamental property of biological tissues / M. H. Shamos, L. S. Lavine // Nature. - 1967. - Vol. 213. - P. 267.

16 Piezoelectricity in the human pineal gland / S. Lang [et al.]// Bioelectrochem. Bioeng. - 1996. - Vol. 41 - P. 191.

17 Piezoelectric effect in human bones studied in nanometer scale / C. Halperin [et al.] Nano Lett. - 2004. -Vol. 4 - P. 1253

18 С Two-Dimensional Nanoscale Structural and Functional Imaging in Individual Collagen Type I Fibrils / C. Harnagea [et al.] // Biophys. J. - 2010. - Vol. 98 - P. 3070.

19 Double-layer mediated electromechanical response of amyloid fibrils in liquid environment / M. Nikiforov [et al.]// ACS Nano. - 2010. - Vol. 4 - P. 689.

20 Биосегнетоэлектричество и биопьезоэлектричество / А. В. Кудрявцев [и др.]// ФТТ. - 2012. - Т. 54. - С. 1180-1185.

21 Vasilescu, D. Piezoelectric Resonances in Amino-acids / D. Vasilescu, R. Cornillon, G. Mallet // Nature. - 1970. - Vol. 225 - P. 635.

22 Желудев, И.С. Электрические кристаллы / И. С. Желудев. - Москва : Наука, 1979. - 200 с.

23 Сидоркин, А.С. Доменная структура в сегнетоэлектриках и родственных материалах / А. С. Сидоркин. - Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2000. - 240 с.

24 Рассеяние света вблизи точек фазовых переходов / В.Л. Гинзбург [и др.]- Москва

: Наука, 1990. - 412 с.

25 Блинц, Р. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики: Динамика решётки / Р. Блинц, Б. Жекш; пер. с англ. С. А. Пикина, Ю. З. Эстрина, Н. Р. Иванова, А. П. Жукова. - Москва : Мир, 1975. - 400 с.

26 Формирование ансамблей нанодоменов при переключении поляризации в монокристаллах Sr0.61Bao.39Nb2O6 : Ce / В.Я. Шур [и др.] // ФТТ. - 2011. - Т. 53.

- С. 2195-2199.

27 Gopalan, V. In situ video observation of 180° domain kinetics in congruent LiNbO3 / V. Gopalan, Q. X. Jia, T. E. Mitchell // Appl. Phys. Lett. - 1999. - V. 75. - P. 24822484.

28 Tip-induced domain structures and polarization switching in ferroelectric amino acid glycine / E. Seyedhosseini [et al.]// J. Appl. Phys. - 2015. - Vol. 118. - Art.num. 072008.

29 Tip-induced domain growth on the non-polar cuts of lithium niobate single-crystals / D.O. Alikin [et al.] // Applied Physics Letters. - 2015. - Vol. 106. - Art.num. 182902

30 Селюк, Б. Пространственный компенсирующий заряд в сегнетоэлектриках / Б. Селюк // Кристаллография. - 1968. - Т. 13 - С. 447-451.

31 Фридкин, В. Сегнетоэлектрики-полупроводники / В. Фридкин. - Москва : Наука,

1976. - 408 с.

32 Вонсовский, С.В. Магнетизм / С. В. Вонсовский. - Москва : Наука, 1971.- 1032 с.

33 Вонсовский, С.В. Ферромагнетизм / С. В. Вонсовский и Я. С. Шур. - Москва : ОГИЗ, 1948. - 816 с.

34 Kinase, W. On the 180°-type domain wall of BaTiO3 crystal / W. Kinase, H. Takahashi

// J. Phys. Soc. Jpn. - 1957. - V. 12 - P. 464-476.

35 Boulesteix, C., A survey of domains and domain walls generated by crystallo-graphic phase transitions causing a change of the lattice / C. Boulesteix // Phys. Stat. Sol. (a).

- 1984. - V. 86 - P. 11-42.

36 Boulesteix, C. Thickness of interfaces between twins, glide domains, and grain boundaries in oxides from HREM studies / C. Boulesteix [et al.] // Phys. Status Solidi A. - 1988. - V. 107 - P. 469-480.

37 Bursill, L. A. Electron microscopic studies of ferroelectric crystals / L. A. Bursill, P. J. Lin // Ferroelectrics. - 1986. -V. 70 - P. 191-203.

38 Foeth, M. A comparison of HREM and weak beam transmission electron microscopy for the quantitative measurement of the thickness of ferroelectric domain walls / Foeth M. [et al.] // J. Electron. Microsc. - 1999. - V. 48 - P. 717-723.

39 Hytch, M. Quantitative measurement of displacement and strain fields from HREM micrographs / M.J. Hytch, E. Snoeck, R. Kilaas // Ultramicroscopy. - 1998. - V. 74 - P. 131-146.

40 Stemmer, S. Atomistic structure of 90° domain walls in ferroelectric PbTiO3 thin films / S. Stemmer [et al.] // Phylos. Mag. A. - 1995. - V. 71 - P. 713-724.

41 Little, E. A. Dynamic behavior of domain walls in barium titanate / E. A. Little // Phys. Rev. - 1955. - V. 98 - P. 978-984.

42 Fatuzzo, E. Switching mechanism in triglycine sulfate and other ferroelectrics / E. Fatuzzo, W. J. Merz // Phys. Rev. - 1959. - V. 116 - P. 61-68.

43 Shur, V. Ya. Formation and evolution of charged domain walls in congruent lithium niobate / V. Ya. Shur [et al.] // Appl. Phys. Lett. - 2000. - V. 77 - P. 3636-3638.

44 Charged Domain Walls in Lithium Niobate with Inhomogeneous Bulk Conductivity / V. I. Pryakhina [et. al] // Ferroelectrics. - 2015. - Vol. 476. - P. 109-116.

45 Esin, A.A. Dielectric Permittivity Enhancement by Charged Domain Walls Formation

in Stoichiometric Lithium Niobate / A.A. Esin, A.R. Akhmatkhanov, V.Ya. Shur // Proceedings of IV Sino-Russian ASRTU Symposium on Advanced Materials and Materials and Processing Technology, KnE Materials Science. - 2016. - P. 57-63.

46 Шишкин, Е. И. Исследование формирования микро- и нанодоменных структур в электрическом поле в ниобате лития и танталате лития : дис. ... канд. физ-мат. наук : 10.10.02 / Шишкин Евгений Игоревич. - Екатеринбург, 2002. - 238 с.

47 Фесенко, Е. Г. Доменная структура многоосных сегнетоэлектрических кристаллов / Е. Г. Фесенко, В. Г. Гавриляченко, А. Ф. Семенчев. - Ростов-на-Дону: Ростовского университета, 1990. - 192 с.

48 Fatuzzo, E. Ferroelectricity / E. Fatuzzo and W. Merz. - Amsterdam: North-Holland Publishing Company, 1967. - 287 p.

49 Эмиссия электронов при переключении сегнетоэлектрика германата свинца / Г. И. Розенман [и др.] // Письма в ЖЭТФ. - 1984. - Т. 39. - C. 397-399.

50 Kaenzig, W. Space charge layer near the surface of a ferroelectric / W. Kaenzig // Phys. Rev. - 1955. - V. 98. - P. 549-550.

51 Miller, R. C. Motion of 180° domain walls in metal electroded barium titanate crystals

as function of electric field and sample thickness / R. C. Miller, A. Savage // J. Appl. Phys. - 1960. - V. 31. - P. 662-669.

52 Shur, V. Ya. Ferroelectric thin films: synthesis and basic properties / V. Ya. Shur // Ferroelectric thin films: synthesis and basic properties (Vol.10) / ed. by P.D. Araujo. - NY: Gordon&Breach, 1996. - Ch. 6. - P. 193.

53 Важенин, В. А. Движение примесных ионов галогенов в германате свинца /

B. А. Важенин, К. М. Стариченко, А. В. Гурьев // ФТТ. - 1988. - Т. 30. -

C. 1443-1447.

54 Lambeck, P. V. Ferroelectric domain stabilization in BaTiO3 by bulk ordering of defects / P. V. Lambeck, G. H. Jonker // Ferroelectrics. - 1978. - Vol. 22. - P. 729731.

55 Lambeck, P. V. The nature of domain stabilization in ferroelectric perovskites / P. V. Lambeck, G. H. Jonker // J. Phys. Chem. Solids. - 1986. - Vol. 47. - P. 453461.

56 Robels, U. Domain wall clamping in ferroelectrics by orientation of defects / U. Robels, G. Arlt // J. Appl. Phys. - 1993 - Vol. 73. - P. 3454-3460.

57 Top-interface-controlled switching and fatigue endurance of (Pb,La)(Zr,Ti)O3 ferroelectric capacitors / I. Stolichnov [et al.] / Appl. Phys. Lett. - 1999. - Vol. 74. -P. 3552-3554.

58 Бородинаб В. А. Исследование неоднородного экранирования в кристаллах BaTiO3 по локальной пироактивности / В. А. Бородина, В. А. Бабанских, В. З. Бородин // Ростовский Госуниверситет : ВИНИТИ. - 1981. - N. 5531-5581.

59 Закономерности динамики доменов в процессе переполяризации кристаллов ТГС / Л. И. Донцова [и др.] // Кристаллография. - 1982. - Т. 27. - C. 305-312.

60 Наблюдение переполяризации монокристаллических пленок BaTiO3 c помощью

стробоскопического просвечивающего электронного микроскопа / В. В. Шакманов [и др.] // Кристаллография. - 1972. - Т. 17. - C. 351-355.

61 Merz, W. J. Domain formation and domain wall motions in ferroelectric BaTiO3 single

crystals / W. J. Merz // Phys. Rev. - 1954. - Vol. 95. - P. 690-698.

62 Abe, R. Optical study of the resultant movement of many walls in rochelle salt / R. Abe

// J. Phys. Soc. Japan. - 1958. - Vol. 13. - P. 244-249.

63 High-resolution study of incoherent twin boundaries and of isolated wedge microtwins

in rare-earth monoclinic sesquioxides (Ln2O3-B) / B. Yangui // Philosoph. Magazine A. - 1982. - Vol. 45. - P. 443-454.

64 Miller, R. C. Direct observation of antiparallel domains during polarization reversal in

single-crystal barium titanate / R. C. Miller, A. Savage // Phys. Rev. Lett. - 1959. -Vol. 2. - P. 294-296.

65 Stadle, H. L. Nucleation and growth of ferroelectric domains in BaTiO3 at fields from 2 to 450 kV/cm / H. L. Stadler, P. J. Zachmanidis // J. Appl. Phys. - 1963. - Vol. 34. - P. 3255-3260.

66 Photodomain effect in BaTiO3 / V. M. Fridkin [et al.] // Ferroelectrics. - 1972. -Vol. 4. - P. 169-175.

67 Дефекты и пеpеполяpизация кpисталлов PbsGe3On / Т. В. Панченко [и др.] // ФТТ. - 1977. - Т. 19. - C. 1238-1244.

68 Hadni, A. Direct study of nucleation and domain-wall motion in ferroelectric triglycine sulphate / A. Hadni, R. Thomas // Phys. Stat. Sol. (A). - 1975. - Vol. 31. -P. 71-81.

69 Chynoweth, A. G. Polarization reversal by sideways expansion of domains in ferroelectric triglycine sulphate / A. G. Chynoweth, J. L. Abel // J. Appl. Phys. -1959. - V. 30. - P. 1073-1080.

70 Zawalska, K. Direct study of nucleation and domain-wall motion in ferroelectric triglycine sulphate by liquid-crystal method / K. Zawalska, J. Stankowska // Acta Univer. Wratislav. - 1984. - Vol. XXXVIII. - P. 63-66.

71 Miller, R. C. Some experiments on the motion of 180° domain walls in BaTiO3 / R. C. Miller // Phys. Rev. - 1958. - Vol. 111. - P. 736-739.

72 Landauer, R. Electrostatic considerations in BaTiÜ3 domain formation during polarization reversal / R. Landauer // J. Appl. Phys. - 1957. - Vol. 28. - P. 227-234.

73 Miller, R. C. Mechanism for the sidewise motion of 180° domain walls in barium titanate / R. C. Miller, G. Weinreich // Phys. Rev. - 1960. - Vol. 117. - P. 1460-1466.

74 Hayashi, M. Kinetics of domain wall motion in ferroelectric switching. I. General formulation / M. Hayashi // J. Phys. Soc. Japan. - 1972. - V. 33. - P. 616-628.

75 Hayashi, M. Kinetics of domain wall motion in ferroelectric switching. II. Application to barium titanate / M. Hayashi // J. Phys. Soc. Japan. - 1973. - V. 34. - P. 12401244.

76 Шур, В. Я. Полевая зависимость параметров переполяризации и форма доменов в германате свинца / В. Я. Шур, В. В. Летучев, Е. Л. Румянцев // ФТТ. - 1984. -Т. 26. - C. 2510-2512.

77 Домены треугольной формы в германате свинца / В. Я. Шур [и др.] // ФТТ. -1985. - Т. 27. - C. 1585-1587.

78 Domain structure of lead germanate / V. Ya. Shur [et al.] // Ferroelectrics. - 1989. -V. 98. - P. 29-49.

79 Shur, V. Ya. Dynamics of domain structure in uniaxial ferroelectrics / V. Ya. Shur, A. L. Gruverman, E. L. Rumyantsev // Ferroelectrics. - 1990. - V. 111. - P. 123-131.

80 Шур, В.Я. Исследование кинетики субмикронных и нано-доменных структур в сегнетоэлектрических монокристаллах при внешних воздействиях // В.Я. Шур, Е.Л. Румянцев. - Екатеринбург: Изд. УрГУ, 2007. - 105 с.

81 Miller, R. C. On the origin of barkhausen pulses in BaTiO3 / R. C. Miller // J. Phys. Chem. Solids. - 1960. - V. 17. - P. 93-100.

82 Согр, А. А. Наблюдение динамики доменной структуры сегнетоэлектриков в растровом электронном микроскопе / А. А. Согр, В. З. Бородин // Изв. АН СССР, сер. физ. - 1984. - Т. 48. - C. 1086-1089.

83 Аномальное переключение доменов в кристаллах триглицинсульфата / Л. И. Донцова [и др.] // Кристаллография. - 1983. - Т. 28. - C. 388-391.

84 Гене, В. В. "Извилистые" домены в кристаллах Pb5Ge3O11 / В. В. Гене, В. Г. Моня // ФТТ. - 1982. - Т. 24. - C. 892-894.

85 Dynamics of ferroelectric domain growth in the field of atomic force microscope / A. Agronin [et al.] // Appl. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 99. - Art.num. 104102.

86 Domain reversal and relaxation in LiNbO3 single crystals studied by piezoresponse force microscope / Y. Kan [et al.] // Appl. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 89. - Art.num. 262907.

87 Lilienblum, M. Anomalous domain inversion in LiNbO3 single crystals investigated by scanning probe microscopy / M. Lilienblum, E. Soergel // J. Appl. Phys. - 2011. -Vol. 110. - Art.num. 052018.

88 Liu, X. Thermal stability of LiTaO3 domains engineered by scanning force microscopy / X. Liu, K. Kitamura, K. Terabe // Appl. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 89. - Art.num. 142906.

89 Local polarization switching in the presence of surface-charged defects: Microscopic mechanisms and piezoresponse force spectroscopy observations /A. Morozovska [et al.] // Phys. Rev. B. - 2008. - Vol. 78. - P. 1-17.

90 Domain growth kinetics in lithium niobate single crystals studied by piezoresponse force microscopy / B.J. Rodriguez [et al.] // Appl. Phys. Lett. - 2005. - Vol. 86. -Art.num. 012906.

91 Ferroelectric microdomains and microdomain arrays recorded in strontium-barium niobate crystals in the field of atomic force microscope / T.R. Volk [et al.] // Appl. Phys. Lett. - 2010. - Vol. 108. - Art.num. 042010.

92 Symmetry breaking and electrical frustration during tip-induced polarization switching in the nonpolar cut of lithium niobate single crystals / A.V. Ievlev [et al.] // ACS Nano. - 2015. - Vol. 9. - P. 769-777.

93 Self-consistent theory of nanodomain formation on nonpolar surfaces of ferroelectrics / A. N. Morozovska [et al.] // Phys. Rev. B. - 2016. - Vol.93. - Art.num. 165439.

94 Kokhanchik, L. S. Domain inversion in LiNbO3 and Zn-doped LiNbO3 crystals by the electron-beam irradiation of the nonpolar Y-surface / L. S. Kokhanchik, T. R. Volk // Appl. Phys. B. - 2013. - Vol. - 110. P. 367-373.

95 Creation of domains and domain patterns on the nonpolar surface of SrxBai - xNb2Ü6 crystals by atomic force microscopy / T. R. Volk [et. al.] // JETP Lett. - 2013. - Vol. 97. - P. 483-489.

96 Ohnishi, N. An etching study on a heat-induced layer at the positive-domain surface of LiNbO3 / N. Ohnishi / Jpn. J. Appl. Phys. - 1977. - Vol. 16. - Art.num. 1069.

97 Nakamura, K. Ferroelectric domain inversion caused in LiNbO3 plates by heat treatment / K. Nakamura, H. Ando, H. Shimizu // Appl. Phys. Lett. - 1987. - Vol. 50. - Art.num. 1413.

98 Polarization reversal induced by heating-cooling cycles in MgO doped lithium niobate

Crystals / V. Ya. Shur [et al.] // J. Appl. Phys. - 2013. - Vol. 113. - Art.Num. 187211.

99 Formation of the domain structure in CLN under the pyroelectric field induced by pulse infrared laser heating / V. Ya. Shur [et al.] // AIP Advances. - 2015. - Vol. 5. -Art.num. 107110.

100 Self-organized nanodomain structures arising in lithium tantalate and lithium niobate after pulse heating by infrared laser / M. S. Kosobokov [et al.] // Ferroelectrics. -2015, - Vol. 476. - P. 134-145.

101 Китайгородский, А. И. Молекулярные кристаллы / А. И. Китайгородский. -Москва : Наука, 1971 - 424 с.

102 Китайгородский, А. И. Смешанные кристаллы / А. И. Китайгородский. -Москва : Наука, 1983 - 277 с

103 Китайгородский, А.И. Строение органического вещества. Данные структурных исследований / А.И. Китайгородский, П.М. Зоркий, В.К. Бельский. - Москва : Наука, 1982. - 510 с.

104 Зоркий, П. М. Симметрия молекул и кристаллических структур / П. М. Зоркий; под ред. М. А. Порай-Кошица. - Москва : Изд-во Московского университета, 1986. - 232 с.

105 Ebbing, D. D. General chemistry / D. D. Ebbing, S. D. Gammon. - Andover : Thomson Brooks/Cole - 1030 p.

106 Леманов, В.В. Пьезоэлектричество в белковых аминокислотах / В.В. Леманов, С. Н. Попов, Г. А. Панкова // ФТТ. - 2011. - T. 53, вып. 6 - C. 1126-1128.

107 Supramolecular ferroelectrics / A. S. Tayi [et al.]// Nat. Chem. - 2015. - Vol. 7 - P. 281-294.

108 Visualization of ferroelectric domains in a hydrogen-bonded molecular crystal using emission of terahertz radiation / M. Sotome [et al.] // Appl. Phys. Lett. - 2014. - Vol. 105 - Art.num. 041101.

109 Horiuchi, S. Organic ferroelectrics / S. Horiuchi and Y. Tokura // Nat. Mater. - 2008

- Vol. 7 - P. 357-366.

110 Growth and characterization of urea-oxalic acid crystals by solution growth technique / V. Chithambaram [et al.] // Eur.Phys. J. Appl. Phys. - 2013. - Vol. 64. -Art. Num. 20201.

111 Vizhi, R.E. Synthesis, grown, optical and mechanical studies of ferroelectric urea-oxalic acid single crystals / R.E. Vizhi, R. Dhivya, D.R. Babu // J. Cryst. Growth. -2016. - Vol. 452. - P. 213-219.

112 Dhivya, R. Investigation on nucleation kinetics, growth and characterization of urea oxalic acid ferroelectric single crystal / R. Dhivya, R.E. Vizhi, D.R. Babu // J. Cryst. Growth. - 2017. - Vol. 468. - P. 84-87.

113 Investigations on the growth and characterisation of an isomorphous ammonium tetroxalate dihydrate superacid crystal / E. Jerusha [et al.] // Optik. - 2016. - Vol. 127.

- P. 3896-3904.

114 Growth and characterization of succinic acid single crystals / S. Krishnan [et al.] // Cryst. Res. Technol. - 2007. - Vol. 42. - P. 1087-1090.

115 Krishnan, S. Growth and characterization of novel ferroelectric urea-succinic acid single crystal / S. Krishnan, C.J. Raj, S.J. Das // J. Cryst. Growth. - 2008. - Vol. 310. - P. 3313-3317.

116 Structural, dielectric, optical and ferroelectric property of urea succinic acid crystals grown in aqueous solution containing maleic acid / B.K. Singh [et al.] // J. Phys. Chem. Solids. - 2010. - Vol. 71. - P. 1774-1779.

117 Dhivya, R. Nucleation kinetic of urea succinic acid - ferroelectric single crystal / R. Dhivya, R.E. Vizhi, D.R. Babu // AIP Conf. Proc. - 2016. - Vol. 1665. - Art. Num. 100020.

118 Molecular ferroelectrics: where electronics meet biology / Jiangyu Li [et al.] // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2013. - Vol. 15. - P. 20786-20796.

119 Hoshino, S. Crystal structure of ferroelectric phase of (glycine^ H2SO4. / S. Hoshino, Y. Okaya, R. Pepinsky // Phys. Rev. - 1959. - Vol. 115. - P. 323-330.

120 Ferroelectricity of glycine sulfate / B. Mathias [et al.] //Phys. Rev. - 1956. - Vol. 104. - P. 849-850.

121 Nakatani, N. Observation of ferroelectric domain structure in TGS / N. Nakatani // Ferroelectrics. - 2011. - Vol. 413. - P. 238-265.

122 Iitaka, Y. The crystal structure of y-glycine / Y. Iitaka // Acta Cryst. - 2958. - Vol. 11. - P. 225-226.

123 Iitaka, Y Crystal structure of p-slycine / Y. Iitaka // Nature. - 1959. - Vol 183. - P. 390.

124 Effect of high pressure on the crystal structures of polymorphs of glycine / A. Dawson // Crystal Growth & Design. - 2005. - Vol. 5. - P. 1415-1427.

125 Chongprasert, S. Characterization of frozen solutions of glycine / S. Chongprasert, S. A. Knopp, S. L. Nail // J. Pharm. Sci. - 2001. - Vol. 90. - P. 1720-1728.

126 Synthesis and calorimetric investigation of unstable b-glycine / V. A. Drebushshak [et al.] // J. Cryst. Growth. - 2002. Vol. 241. - P. 266-268.

127 Sander, A. Crystallization of P-glycine by spray drying / A. Sander, T. Penovic, J. Sipus ic // Cryst. Res. Technol. - 2011. - Vol. 46. - P. 145-152.

128 Crystallization in polymorphic systems: the solution-mediated transformation of a to g-glycine / E. S. Ferrari // Cryst. Growth Des. - 2003. - Vol. 3. - P. 53-60.

129 Anbuchudar, S. Structural, mechanical, optical and second harmonic generation (SHG) studies of gamma glycine single crystal / S. Anbuchudar Azhagan, S. Ganesan // International Journal of Physical Sciences. - 2013. - Vol. 8. - P. 6-11.

130 Nithya, N. Growth, optical, thermal and electrical properties of nonlinear optical g-glycine single crystal / N. Nithya, R. Mahalakshmi, S. Sagadevan // Scientific Research and Essays. - 2015. - Vol. 10. - P. 421-429.

131 Structural, dielectric and piezoelectric properties of nonlinear optical g-glycine single crystals / R. A. Kumar [et al.] // Physica B. - 2011. - Vol. 406. - P. 2594-2600.

132 Growth and Nonlinear Optical Properties of P-Glycine Crystals Grown on Pt Substrates / E. Seyedhosseini // Cryst. Growth Des. - 2014. - Vol. 14. - P. 28312837.

133 Tylczynski, Z. Low-temperature phase transition in y-glycine single crystal. Pyroelectric, piezoelectric, dielectric and elastic properties / Z. Tylczynski, P. Busz // Materials Chemistry and Physics. - 2016. - Vol. 183. - P. 254-262.

134 Production of polar p-glycine nanofibers with enhanced nonlinear optical and piezoelectric properties / D. Isakov [et al.] // Cryst. Growth Des. - 2011. - Vol. 11. -P. 4288-4291.

135 Nanoscale ferroelectricity in crystalline y-glycine / A. Heredia [et al.] // Adv. Funct. Mater. - 2012. - Vol. 22. - P. 2996-3003.

136 Най, Дж. Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц / Дж. Най; пер. с англ. Л. А. Шувалова. - Москва : Издательство иностранной литературы, 1960. -386 с.

137 Jacobs, K. Stability and dewetting of thin liquid films [Электронный ресурс] / K. Jacobs, R. Seemann, S. Herminghaus // https://arxiv.org/abs/0805.4336. - 2008.

138 Thompson, C.V. Solid-state dewetting of thin films / C. V. Thompson // Annu. Rev. Mater. Res. - 2012. - Vol. 42. - P. 399-434.

139 Harrington, G.F. Crystal patterns created by rupture of a thin film / G.F. Harrington, J.M. Campbell, H.K. Christenson // Cryst. Growth Des. - 2013. - Vol. 13. - P. 50625067.

140 Xu, L. The competition between the liquid-liquid dewetting and the liquid-solid dewetting / L. Xu, T.Shi, L.An // The Journal of Chemical Physics. - 2009. - Vol. 130. - Art.num. 184903.

141 Chen, J.-H. Si nanocrystal memory devices selfassembled by in situ rapid thermal annealing of ultrathin a-Si on SiO2 // J.-H. Chen [et al.] // Electrochem. Solid State Lett. - 2007. - Vol. 10. - P. 302-304.

142 Field emission from a large area of vertically-aligned carbon nanofibers with nanoscales tips and controlled spatial geometry / J. Yun // Carbon. - 2010. - Vol. 48. - P. 1362-1368.

143 Recent trends on nanocomposites based on Cu, Ag and Au clusters: a closer look / L. Armelao [et al.] // Coord. Chem. Rev. - 2006. - Vol. 250. - P. 1294-314.

144 Иевлев, А. В. Формирование микро- и нанодоменных структур в сегнетоэлектрических материалах методами сканирующей зондовой микроскопии : дис. ... канд. физ-мат. наук : 08.06.12 / Иевлев Антон Владимирович. - Екатеринбург, 2012. - 146 с.

145 Local polarization dynamics in ferroelectric materials / S.V. Kalinin [et al.] // Reports on Progress in Physics. - 2010. - Vol. 73. - Art.num. 056502.

146 Soergel, E. Piezoresponse force microscopy (PFM) / E. Soergel // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2011. - Vol. 44. - Art.num. 464003.

147 In situ observation of the ferroelectric-paraelectric phase transition in a triglycine sulfate single crystal by variable-temperature electrostatic force microscopy / E. Luo [et al.] // Phys. Rev. B. - 2000. - Vol. 61. - P. 203-206.

148 Differentiating ferroelectric and nonferroelectric electromechanical effects with scanning probe microscopy / N. Balke [et al.]// ACS Nano. - 2015. - Vol. 9, Iss. 6 -P.6484-6492.

149 Quantification of surface displacements and electromechanical phenomena via dynamic atomic force microscopy / N. Balke [et al.] // Nanotechnology. - 2016. -Vol. 27. - Art.num. 425707.

150 Current and surface charge modified hysteresis loops in ferroelectric thin films / N. Balke [et al.]// J. Appl. Phys. - 2015. - Vol. 118 - Art.num. 072013.

151 Ярмаркин, В. К. Существует ли сегнетоэлектричество в ДНК? / В. К. Ярмаркин, С. Г. Шульман, В. В. Леманов // ФТТ. - 2009. - Т. 51, вып. 9 - С. 1771-1775.

152 Statics and dynamics of ferroelectric domains in diisopropylammonium bromide / H. Lu [et al.] // Adv. Mater. - 2015. - Vol. 27. - P. 7832-7838.

153 Polarization switching ability dependent on multidomain topology in a uniaxial organic ferroelectric / F. Kagawa [et al.]// Nano Lett. - 2014. - Vol. 14 - P. 239-243.

154 Hooton J.A., Etch patterns and ferroelectric domains in BaTiOs single crystals / J.A., Hooton, W.J. Merz // Phys. Rev. - 1955. - Vol. 98. -P. 409-413.

155 Nassau K., The domain structure and etching of ferroelectric lithium niobate / K. Nassau, H.J. Levinstein, G.M. Loiacono // Appl. Phys. Lett. - 1965. - Vol. 6. -P. 228-229.

156 In-situ observation of the humidity controlled polymorphic phase transformation in glycine microcrystals / D. Isakov, [et al.] // Crystal Growth & Design. - 2014. Vol. 14.

- P. 4138-4142

157 Self-assembly of organic ferroelectrics by evaporative dewetting: a case of ß-glycine / E. Seyedhosseini, [et al.] // ACS Applied Materials & Interfaces - 2017. Vol. 9. - P. 20029-20037

158 Effects of cantilever buckling on vector piezoresponse force microscopy imaging of ferroelectric domains in BiFeO3 nanostructures / R. Nath [et al.] // Appl. Phys. Lett.

- 2010. - Vol. 96 - Art.num. 163101.

159 Depth resolution of piezoresponse force microscopy / F. Johann [et al.] // Applied Physics Letters. - 2009. - Vol. 94. - Art. num. 172904.

160 Anisotropy in friction and molecular stick-slip motion / R. M. Overney [et al.] // Phys. Rev. Lett. - 1994. - Vol. 72. - P. 3546-3549.

161 Pertsev, N.A. Subsurface nanodomains with in-plane polarization in uniaxial ferroelectrics via scanning force microscopy / N.A. Pertsev, A.L. Kholkin // L.Phys. Rev. B. - 2013. - Vol. 88. - Art.num. 174109.

162 Shur, V.Ya. Forming of the domain structure in lead germinate during phase transition / V.Ya. Shur, E.L. Rumyantsev, A.L. Subbotin // Ferroelectrics. - 1993. -Vol. 140. - P. 305 - 312.

163 Shur, V.Ya. Arising and evolution of the domain structure in ferroics / V.Ya. Shur, E.L. Rumyantsev // Journal of the Korean Physical Society. - 1998. - Vol. 32. - P. 727-732.

164 Выращивание кристаллов из растворов / Т. Г. Петров и др.: 2-е изд., перераб. и доп.— Л.: Недра, 1983. — 200 с.

165 Springer handbook of crystal growth / D. Govindhan. - Berlin: Springer, 2010. -1736 p.

166 Shur, V. Ya. Nano- and micro-domain engineering in normal and relaxor ferroelectrics / V.Ya. Shur// Advanced dielectric, piezoelectric and ferroelectric materials - Synthesis, Characterization & Applications / ed. by Z.G. Ye. - Woodhead Publishing Ltd., 2008. - Ch. 21. - P.622-669.

167 Mele, E. J. Screening of a point charge by an anisotropic medium: Anamorphoses in the method of images / E. J. Mele // Am. J. Phys. - 2001. - Vol. 69 - P. 557-562.

168 Kalinin, S.V. Imaging mechanism of piezoresponse force microscopy of ferroelectric surfaces / S. V. Kalinin, D. A. Bonnell // Phys. Rev. B. - 2002. - Vol. 65 - Art.num. 125408.

169 Kinetics of the local polarization switching in stoichiometric LiTaO3 under electric field applied using the tip of scanning probe microscope / E.I. Shishkin [et al.] // Ferroelectrics. - 2006. - Vol. 340. - P.129-136.

170 Shur V.Ya., Correlated nucleation and self-organized kinetics of ferroelectric domains/ V.Ya. Shur // Nucleation theory and applications / ed. By J. W. P. Schmelzer. - Wiley, 2005. - P. 178-214.

171 Shur, V.Ya. Kinetics of ferroelectric domains: Application of general approach to LiNbO3 and LiTaO3 / V.Ya. Shur // J. Mat. Science. - 2006. - Vol. 41. - P. 199-210.

172 Non-topotactic phase transformations in single crystals of ß-glycine / Q. Jiang [et al.] // Cryst. Growth Des. - 2015. - Vol. 15. - P. 2568-2573.

173 Fortune, S. A Sweepline algorithm for voronoi diagrams / S.A. Fortune // Algorithmica. - 1987. - Vol. 2. - P. 153-174.

174 Danielson, D.T. Anisotropic dewetting in ultra-thin single-crystal silicon-on-insulator films: PhD thesis / Mass. Inst. Technol.: Cambridge, 2008. - 156 p.

175 Dynamics of Solid Thin-Film Dewetting in the Silicon-on-Insulator System / E. Bussmann [et al.] // New J. Phys. - 2011. - Vol. 13. - Art. Num. 043017.

176 Ye, J., Anisotropic edge retraction and hole growth during solid-state dewetting of single crystal nickel thin films / J. Ye, C.V. Thompson // Acta Mater. - 2011. - Vol. 59. - P. 582-58.

177 Brandon, R. H. Royal aircraft establishment (Farnborough) / R.H. Brandon, F.J. Bradshaw // Technical Report. - 1966. - Num. 66095.