1 Uzbekistan, Samarkand электронный выпуск ксерогели, стекло и объёмные керамические материалы Перспективные материалы для применений в области

СЕКЦИЯ 3. «ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПЛЁНКИ, ПОКРЫТИЯ И МЕМБРАНЫ» 
28 
с помощью ртутного зонда MDC 802B-150 и LCR-метра Agilent 4284A в составе измерительной 
системы MDC CSM/Win. 
Результаты исследования частично представлены в табл. 1. Из таблицы видно, что 
введение ПВП в безводный ПО раствор позволяет в 2 раза по сравнению с плотной пленкой 
увеличить толщину сегнетоэлектрической пленки, при этом относительная пористость 
достигает 32%. В отличие от результатов, представленных в [3], в нашей работе увеличение 
пористости прямо пропорционально концентрации введенного порогена и не приводит к 
сильной усадке, сопровождающейся снижением остаточной поляризации. Также с ростом 
концентрации порогена не происходит существенного увеличения коэрцитивного поля. 
Таблица 1. 
Основные характеристики пористых сегнетоэлектрических конденсаторов с десятислойными 
сегнетоэлектрическими пленками, кристаллизованными при 650°C. 
Концентрация
ПВП, мас. % 
Толщина, 
нм 
Показатель
преломления 
Относительная
пористость, % 
Остаточная
поляризация, 
мкКл/см
2
Коэрцитивное
поле, кВ/см 
Диэлектрическая
проницаемость 
0 
405 
2,45 
0 
24 
± 57 
810 
7 
605 
2,12 
14 
25 
± 60 
585 
14 
730 
1,96 
23 
24 
± 61 
485 
20 
810 
1,81 
32 
25 
± 70 
350 
Сохранение сегнетоэлектрических свойств за счет предотвращения сильной усадки 
объясняется тем, что реализуется другой механизм встраивания порогенов. Так, например, в [3] 
присоединение ПВП к частично гидролизованному триметаллическому комплексу, 
содержащему помимо оксогрупп гидроксильные группы, происходит за счет образования 
водородных связей между группами OH и группами C=O порогена. В этом случае в процессе 
термообработки подавляются реакции конденсации и, как следствие, затруднен рост 
пространственной оксидной сетки ЦТС. В связи с тем, что в нашей работе используется 
безводный ПО раствор, присоединение ПВП к триметаллическому комплексу осуществляется 
по донорно-акцепторному механизму между группами C=O порогена и металлами комплекса, 
что не создает препятствий для формирования разветвленной пространственной оксидной 
сетки ЦТС. Именно разветвленная оксидная сетка ЦТС, трансформируясь в процессе 
кристаллизации в более совершенные зерна перовскита, приводит к улучшению степени 
структурного совершенства кристаллической сегнетоэлектрической пленки, что в конечном 
итоге и приводит к уменьшению усадки и сохранению сегнетоэлектрических свойств. Под 
степенью структурного совершенства кристаллического материала понимается меньшее 
количество границ зерен, трудно детектируемых точечных и линейных дефектов и 
микровключений других фаз. Электрофизический метод измерения, являясь чувствительным 
даже к незначительному изменению кристаллической структуры, позволяет оценить степень 
структурного совершенства кристаллического материала, которая, оказалась значительно 
выше, чем в [3]. 
Таким образом, удалось увеличить толщину сегнетоэлектрической пленки без 
существенной деградации ее характеристик, что позволит расширить область применения 
сегнетоэлектрических 
материалов. 
Помимо 
этого, 
можно 
ожидать 
улучшения 
пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств, т.к. фактор качества и добротность обратно 
пропорциональны диэлектрической проницаемости, которая в случае введения 20 мас. % ПВП 
снижается более чем в 2 раза по сравнению с плотной пленкой (см. табл. 1).