Ферроики

В окрестности структурного фазового перехода практически все физические свойства, сопряженные с параметром фазового перехода, ведут себя необычно, аномально (изменяются скачком, проходят через максимум и т.д.). Если, например, параметром перехода является компонента вектора поляризации Р¯ (сегнетоэлектрический фазовый переход), то аномально при температуре фазового перехода (Т_С) изменяется диэлектрическая проницаемость e, если же параметр перехода – вектор намагниченности М (ферромагнитный фазовый переход), то магнитная проницаемость m, а если параметр перехода - деформация x (сегнетоэластический фазовый переход), то упругая податливость s (рис. 1.8).

Как правило, спонтанно возникающие при структурном фазовом переходе величины Р, М или x изменяются гистерезисно при циклическом изменении соответственно внешнего электрического поля Е, магнитного поля Н или механического напряжения s. Гистерезисные кривые Р(Е), М(Н) и x(s) отражают тот факт, что направление векторов спонтанной поляризации и намагниченности или знак продольной (сдвиговой) деформации могут быть изменены на обратные или реориентированы на определенный угол под действием внешних полей Е, М или s. Выше уже отмечалось, что такие кристаллы называются соответственно сегнетоэлектриками, ферромагнетиками и сегнетоэластиками в отечественной литературе и ферроэлектриками, ферромагнетиками и ферроэластиками в зарубежной.

Рис. 1.8. Температурные зависимости спонтанной намагниченности М_сп, поляризации Р_сп и деформации x_сп, обратных значений магнитной проницаемости m, диэлектрической проницаемости e и упругой податливости s, а также петли гистерезиса М(Н), Р(Е) и x(s) для ферромагнетика (а), сегнетоэлектрика (б) и сегнетоэластика (в)

Из рис. 1.8 нетрудно убедиться в том, что, несмотря на разную физическую природу явлений в этих классах кристаллов, их объединяет качественно одинаковое поведение основных характерных свойств: магнитных (а), электрических (б) и механических (в). Наличие в названиях этих кристаллов общей приставки «ферро» дало основание ввести для всех таких кристаллов общее название – ферроики.