Switching processes in alanine doped triglycine sulfate crystals

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The paper presents the results of an experimental study of the dielectric and switching characteristics of some initial and annealed alanine-doped crystals of the triglycine sulfate group at room temperature. The results of measurements and calculations of the effective permittivity, switchable polarization, coercive and bias fields, unipolarity coefficient and dielectric loss tangent are presented. It was found that for most samples before and after annealing, the dielectric hysteresis loops are unipolar and shifted along the abscissa axis. This indicates a preferential orientation of domains and the presence of bias fields. As a result of annealing, the values of the coercive field and the unipolarity coefficient of the crystals decrease, and the switchable polarization increases. It is shown that the field dependences of the effective permittivity of the crystals before annealing have extrema lying in the field range of (5-7,5) ∙ 104 V∙m-1 and in the range (5-12) ∙ 104 V∙m-1 after their annealing.

Sobre autores

Nataly Bolshakova

Tver State University

Ph. D., Docent, Condensed Matter Physics Department

Alexandra Ivanova

Tver State University

Ph. D., Docent, Applied Physics Department

Nataly Druginina

Military Academy of Air and Space Defense named after Marshal of the Soviet Union G.K. Zhukov

Ph. D., Docent

Elena Semenova

Tver State University

Email: semenova_e_m@mail.ru
Ph. D., Docent, Condensed Matter Physics Department

Sergey Schipilov

Tver State University

Master's graduate, Condensed Matter Physics Department

Bibliografia

  1. He, H. Advances in lead-free pyroelectric materials: a comprehensive review / H. He, X. Lu, E. Hanc et al. // Journal of Materials Chemistry C. - 2020. - V. 8. - I. 5. - P. 1494-1516. doi: 10.1039/C9TC05222D.
  2. Zhang, D. Recent advances in pyroelectric materials and applications / D. Zhang, H. Wu, C.R. Bowen, Y. Yang // Small. - 2021. - V. 17. - I. 51. - Art. № 2103960. - 23 p. doi: 10.1002/smll.202103960.
  3. Ranu CMOS compatible pyroelectric materials for infrared detectors // Ranu, U. Bharathi, R. Sinha, P.B. Agarwal // Materials Science in Semiconductor Processing. - 2022. - V. 140. - Art. № 106375. - 19 p. doi: 10.1016/j.mssp.2021.106375.
  4. Kang, M. Coupling of piezo-and pyro-electric effects in miniature thermal energy harvesters / M. Kang, E.M. Yeatman // Applied Energy. - 2020. - V. 262. - Art. № 114496. - 10 p. doi: 10.1016/j.apenergy.2020.114496.
  5. Whatmore, R. Characterisation of pyroelectric materials / R. Whatmore // In book: Characterisation of ferroelectric bulk materials and thin films. Springer Series in Measurement Science and Technology. - Dordrecht: Springer, 2014. - V. 2. - P. 65-86. doi: 10.1007/978-1-4020-9311-1_4.
  6. Mai, B.D. Analyzing frequency spectra of dielectric loss to clarify influence of L, α-alanine doping on phase transition in triglycine sulfate: phase transition in LATGS / B.D. Mai // Materials Science. - 2022. - V. 28. - I. 2. - P. 151-156. doi: 10.5755/j02.ms.29313.
  7. Rafi, A.S. Physicochemical analytical studies on yttrium-doped triglycine sulfate single crystals / A.S. Rafi, P. Suppuraj, C. Balakrishnan, S. Kalpana // Crystal Research and Technology. - 2023. - V. 58. - I. 4. - Art. № 2200225. doi: 10.1002/crat.202200225.
  8. Terasawa, Y. Preferences of polarity and chirality in triglycine sulfate crystals by alanine ghost / Y. Terasawa, T. Kikuta, M. Ichiki et al. // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2021. - V. 151. - Art. № 109890. - 7 p. doi: 10.1016/j.jpcs.2020.109890.
  9. Большакова, Н.Н. Переполяризационные свойства медьсодержащих кристаллов триглицинсульфата / Н.Н. Большакова, Н.Ю. Дружинина, А.И. Иванова, Д.Н. Павлова, Б.Б. Педько, Е.М. Семенова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - № 14. - С. 50-60. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.050.
  10. Вакуленко, А.Ф. Установка для измерения петель сегнетоэлектрического гистерезиса на основе модифицированного метода Сойера-Тауэра / А.Ф. Вакуленко, С.Б. Вахрушев, А.В. Филимонов, Н. Чжан // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. - 2019. - Т. 12. - №. 4. - С. 89-96. doi: 10.18721/JPM.12409.
  11. Иванова, А.И. Температурные наблюдения эволюции доменной структуры триглицинсульфата методами РЭМ / А.И. Иванова, Р.М. Гречишкин, Н.Н. Большакова, В.А. Беляков // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2015. - № 9. - С. 49-53. doi: 10.7868/S0207352815090073.
  12. Choudhury, R.R. Investigation of diffraction line broadening due to compositional fluctuations in L-alanine-doped triglycine sulfate / R.R. Choudhury, R. Chitra, M. Ramanadham // Acta Crystallographica Section B: Structural Science. - 2003. - V. 59. - I. 5. - P. 647-652. doi: 10.1107/S0108768103015441.
  13. Yamazaki, T. Growth and domain structure of latgsp single crystals / T. Yamazaki, G.A. Mohamed, M. Shichi, N. Nakatani // Ferroelectrics. - 1998. - V. 219. - I. 1. - P. 191-198. doi: 10.1080/00150199808213516.
  14. Pandian, M.S. Unidirectional crystal growth of L-alanine doped triglycine sulphate crystals along [010] polar direction in ferroelectric and paraelectric temperature ranges, and their comparative characterizations / M.S. Pandian, S. Verma, P. Karuppasamy, P. Ramasamy, V.S. Tiwari, A.K. Karnal // Materials Research Bulletin. - 2021. - V. 134. - Art. № 111118. - 9 p. doi: 10.1016/j.materresbull.2020.111118.
  15. Aravazhi, S. Growth and characterization of L-alanine and L-valine doped triglycine sulphate crystals / S. Aravazhi, R. Jayavel, C. Subramanian // Materials Research Bulletin. - 1997. - V. 32. - I. 11. - P. 1503-1513. doi: 10.1016/S0025-5408(97)00131-1.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».