Разложение диэлектрических функций методом диаграмм Арганда
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Учреждение образования РБ
Брестский государственный университет им. А.С.Пушкина
Кафедра общей физики
Курсовая работа
Разложение диэлектрических функций методом диаграмм Арганда
Брест, 2011
Оглавление
Введение
1. Поляризация и диэлектрическая проницаемость
2. Структура перовскитов
3. Диэлектрические функции системы BaBiO3
3.1 Диэлектрические функции BaBiO3 в диапазоне радио- и сверхвысоких частот
3.2 Диэлектрические и оптические функции в области решеточных резонансов
.3 Диэлектрические и оптические функции в области электронных резонансов
4. Разложение диэлектрической функции BaBiO3на элементарные части
Заключение
Литература
Введение
диэлектрический резонанс элементарный частота
Исследование диэлектрического отклика относится к числу важных экспериментальных методов изучения электронного строения и динамических свойств кристаллов. Выраженный в виде функций компонент , комплексной диэлектрической проницаемости , оптических констант , он содержит сведения о механизмах диэлектрической поляризации и позволяет определять величины вкладов в , дает возможность получения частот оптических фононов, эффективных зарядов, электронных поляризуемостей.
В настоящей работе данный метод применен к исследованию физических свойств поликристаллических соединений системы BaBiO3. В настоящее время надежно установлен факт наличия сверхпроводящих свойств в Ba1-xKxBiO3 с Тс=30К для х=0.4. Сравнительно высокие критические температуры в этих соединениях делают эту систему весьма интересным объектом для проверки различных гипотез о природе высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП).
Несмотря на интенсивные исследования физических свойств ВКВО, природа образования сверхпроводящего состояния в них окончательно не выяснена. В связи с этим представляется актуальной задача системного исследования диэлектрических характеристик ВКВО, которые взаимосвязаны с их проводящими свойствами.
Целью данной работы является исследование особенностей поведения диэлектрических и оптических характеристик BaBiO3..
1. Поляризация и диэлектрическая проницаемость
В отсутствии внешнего электрического поля дипольные моменты молекул диэлектрика либо равны нулю (неполярные молекулы), либо распределены по направлениям в пространстве хаотическим образом (полярные молекулы). В обоих случаях суммарный дипольный момент диэлектрика равен нулю.
Под действием внешнего поля диэлектрик поляризуется. Это означает, что результирующий дипольный момент диэлектрика становится отличным от нуля. На атомном уровне возможны три механизма поляризации.
) Частичное или полное выстраивание дипольных моментов полярных молекул вдоль направления действующего на них поля (локального электрического поля). Этот процесс называется дипольной ориентацией или параэлектрической восприимчивостью.
) Возникновение диполей при относительном смещении положительных и отрицательных ионов под влиянием электрического поля в твёрдых телах с некоторой долей ионности связи. Этот механизм называется ионной поляризацией.
) Смещение электронов атома относительно его ядра под действием электрического поля. Этот механизм единственный из механизмов поляризации, который реализуется во всех диэлектриках. Он называется электронной поляризацией.
Важной характеристикой ионных кристаллов, отражающей процессы, происходящие в них при помещении в электрическое поле, является диэлектрическая проницаемость. Относительная диэлектрическая проницаемость есть безразмерная величина, определяемая отношением емкостей и соответственно после и до введения вещества в электрическое поле. Абсолютная диэлектрическая проницаемость определяется выражением:
, (2.1)
где - диэлектрическая постоянная вакуума. Действительная составляющая соответствует относительной диэлектрической проницаемости, а мнимая составляющая характеризует поглощение энергии в веществе и называется коэффициентом энергетических потерь [1].
Если рассматривать диэлектрическую проницаемость не в постоянном поле, а в поле, меняющемся периодически со временем, то удобно ввести комплексную диэлектрическую проницаемость:
. (2.2)
Действительная часть соответствует поляризации диэлектрика, изменяющейся в фазе с приложенным полем. Мнимая часть позволяет учесть диэлектрические потери, создаваемые механизмом, который отстаёт по фазе от приложенного поля на
В низкочастотной области спектра пользуются диэлектрической постоянной , а в области видимого излучения - показателем преломления . Как известно, фазовая скорость распространения электромагнитной волны в среде с диэлектрической проницаемостью и магнитной проницаемостью определяется выражением
(2.3)
Из данной формулы видно, что , если магнитная проницаемость кристалла близка к единице. Таким образом, обе величины и могут применяться для описания отклика вещества на воздействие электромагнитного излучения.
2. Структура перовскитов
Во многом физико-химические свойства твердых тел определяются типом их кристаллической структуры. Сравнение межатомных расстояний ?/p>