鐵電體用於大量現代電子設備，從電容器、醫療和工業超聲波發射器到非易失性隨機存取存儲器，由於其增加的抗輻射性，這對於航天器特別重要。在一項新的研究中，南方聯邦大學物理研究所的科學家 Mikhail Talanov 發現，傳統上與成分無序相關的鐵電體的許多特性可以在有序系統中觀察到，這擴大了創造新材料的可能性。

與溫度相關的介電特性

具有自發電極化的材料，其方向由外部電場“切換”，稱為鐵電體。高度無序的系統鐵電弛豫在鐵電材料的物理學中發揮著特殊作用，它具有破紀錄的特性，並且在微定位設備中具有相當大的興趣。

“作為尋找具有增強功能特性的新型鐵電材料的一部分，我來自俄羅斯技術大學 - MIREA 和俄羅斯科學院拜科夫冶金與材料科學研究所的同事，在一項基於陶瓷樣品的實驗研究中Ba(Ti,Zr)O 3系統，發現了驚人的特性。它包括這樣一個事實，即化學成分不同的單個樣品的特徵在於鐵電轉變的塗抹參數值很高，與弛豫鐵電體的已知值相當。

然而，沒有發現介電特性的弛豫行為的其他跡象。這使得有可能表明強烈拖尾的原因可能與另一種與鐵電弛豫的成分紊亂特徵無關的機制有關，“物理和數學科學博士，物理和數學科學博士，研究所首席研究員米哈伊爾塔拉諾夫說。南方聯邦大學物理學。

為了驗證他們的假設，科學家們對樣品的晶體結構進行了詳細研究，並進行了額外的實驗。使用群論方法，Mikhail Talanov 分析了實驗數據，並表明在具有非常特殊晶體結構的樣品中觀察到強烈的相變拖尾，這是由於兩種陽離子的位移之間的競爭而形成的。群論對於精確分離與鐵電特性相關的結構扭曲和原子位移分量是必要的，因此也與相變的拖尾相關。

散射鐵電相變

“當樣品的化學成分發生變化時，某種類型的變化開始在其結構中占主導地位，並且模糊性減弱。也就是說，我們發現了一種新的幾何性質的鐵電躍遷模糊結構機制，這不是由成分無序（如鐵電弛豫）引起的，而是由原子位移的特殊內部平衡引起的，導致它們的競爭，”米哈伊爾·塔拉諾夫說。

這一結果擴大了創造新鐵電材料的可能性，因為由於原子位移的特定平衡，可以在有序結構中實現一些對實際應用很重要的特性（擴大鐵電躍遷），這些特性是無序系統的特徵。從實踐的角度來看，發現的機制可以成為提高鐵電材料性能溫度穩定性的便捷工具。

Mikhail Talanov - 物理和數學科學博士，南方聯邦大學物理研究所首席研究員

這項工作的結果發表在科學雜誌Acta Materialia上。該研究的理論部分是作為成功完成的 RSF 項目的一部分進行的，並且也反映在高級期刊的一些文章中：材料化學、材料研究公報以及Elsevier出版的集體專著中的一個章節.

“對我來說，重要的是這項工作是我在博士論文中提出的想法的發展——與功能材料設計方向相關的想法。今年，我在這一領域的研究得到了俄羅斯總統獎學金的支持，以及一個新的 RSF 項目“多亞晶格晶體中的旋轉畸變：具有受控物理特性的功能材料的設計”，Mikhail Talanov 分享道。