Индуцированные электрическим полем, температурой и напряжением фазовые переходы в релаксорных ферроэлектрических монокристаллах

Фазовые переходы, индуцированные электрическим полем, были выявлены посредством макроскопических измерений деформации при температурах от 25 °C до 100 °C в [001]C-полированных одноосных кристаллах (1−x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−xPbTiO3 [(PMN−xPT); x = 0.25, 0.305, 0.31] и (1−x)Pb(Zn1/3Nb2/3)O3−xPbTiO3 [(PZN−xPT); x = 0.05, 0.065, 0.085]. Такие измерения представляют собой удобный метод определения термической и электрической фазовой стабильности в широком диапазоне составов и дают прямые доказательства фазовых переходов первого рода. Путь поворота поляризации псевдоромбической (MA) → псевдоортогональной (MC) → тетрагональной (T) подтверждается двумя подобными первому роду гистерезисными разрывами в деформации в рамках одного унитарного электрического поля для PZN-5PT, PMN-30.5PT и PMN-31PT, тогда как в PMN-25PT наблюдается единичный переход MA → T, аналогичный первому роду. Это хорошо согласуется с in situ структурными исследованиями, опубликованными ранее. Составлены диаграммы фазового состояния в координатах электрическое поле–температура (E–T), показывающие общие закономерности устойчивости фаз MA, MC и T при изменении температуры и электрического поля в полированных образцах для указанного диапазона составов. Обсуждается сложный вопрос о том, являются ли состояния MA и MC истинными фазами или же пьезоэлектрически искаженными вариантами их ромбической (R) и ортогональной (O) родительских фаз. Наконец, индуцированные напряжением фазовые переходы продемонстрированы в [001]C-полированном PZN-4.5PT при прикладывании умеренного сжимающего напряжения (<100 MPa) как вдоль, так и перпендикулярно направлению полировки (соответственно продольный и поперечный режимы). Вероятный путь поворота — R → MB → O, через первопорядковый гистерезисный поворот в MB моноклинной плоскости. Результаты представлены наряду с подробным обзором ранее сообщавшихся электрически и механически индуцированных фазовых переходов в PMN−xPT и PZN−xPT.