n - Çukurova Üniversitesi

More documents

Recommendations

Info

2. FERROELEKTRİKLİK Harun AKKUŞ ferroelektrikliğin keşfinden sonraki 10 yılı aşkın bir süre için bu fenomenin tek örneği olarak kalmasından kaynaklanmış; ayrıca 1933'e kadar ferroelektrikliğe teorik açıdan tam bir anlam verilememişti. Ferroelektrikliğin çok daha genel çalışılacak kadar değerli bir konu olarak yavaş kabulünün diğer bir sebebi de Rochelle tuzunun doğru kimyasal kompozisyonundan çok ufak sapmaların ferroelektrik özellikleri tamamen yok etmesiydi. Bu deneysel olarak yeniden üretilebilirlik problemlerine sebep oluyordu. Ayrıca kristalin yapısı detaylı bilinmediğinden basit mikroskobik modeller ve teorik açıklama girişimleri spekülatif olmaktan öteye gidemiyordu. Bugün Rochelle tuzunun ilkel hücre başına 112 atom içerdiği ve bilinen çok karmaşık ferroelektrik materyallerden biri olduğu bilinmektedir. Lines ve Glass’a (1977) göre 1935 ve 1938' de ferroelektrik kristallerin ilk serisi Zürich'de üretildi. Bu olayın belki de en büyük önemi izomorf kristaller serisinin keşfedilmesiydi. Bunlar fosfatlar ve arsenatlardı ki bunların başlıca örneği 122 K civarında tek bir geçiş sıcaklığı olan KH2PO4 (genellikle KDP olarak nitelendirilen potasyum dihidrojen fosfat) idi. KDP'ye izomorf diğer kristaller ferroelktriklik veya ona çok yakın ilişkili şeyler gösteriyorlardı. Örneğin çok göze çarpan dielektrik anomaliler sergiliyorlardı. Ancak amonyum tuzları (ADP olarak nitelendirilen (NH4)H2PO4) diğerlerine benzemiyordu ve Curie noktasının altında kendiliğinden polarizasyona sahip olduğu görülmüyordu. Daha sonra ADP'lerin antiferroelektrik oldukları anlaşılmıştır. Rochelle tuzu gibi KDP ve ADP, Tc 'nin üstünde piezoelektrik idiler ve teknik uygulamaların çoğu bu materyallerin ferroelektrik özelliklerinden çok piezoelektrik özelliklerine odaklanmıştı. Özellikle ADP (Tc=148 K) oda sıcaklığındaki %30'luk "elektro-mekanik çiftlenim" verimiyle, çok yüksek sıcaklık duyarlılığı olan Rochelle tuzunun yerini alarak II. Dünya Savaşı'nda sualtı ses dönüştürücüsü ve denizaltı dedektörü olarak kullanıldı. Bu yeni materyallerin önemi, teknik kullanımlarının yanında yapılarının Rochelle tuzundan çok daha basit ve bu nedenle teorik olarak daha kolay anlaşılır olmalarındaydı. KDP'de su ile kristalleştirme olmamasına rağmen hidrojen bağları vardır ve hidrojenlerin farklı olası dizilimleri, farklı yönlerde (H2PO4) - dipol birimleri ile sonuçlanabilir. Buna dayanarak Slater (1941) bir 4
2. FERROELEKTRİKLİK Harun AKKUŞ ferroelektriğin ilk basit mikroskobik modelini ortaya koydu. Bu model polar faza geçişte hidrojen atomlarının çok düzenli olduklarını varsayıyordu ve bu daha sonra nötron analizleriyle doğrulandı. KDP serilerinin keşfinden sonraki on yıl daha fazla deneysel hamle yapılmadan geçildi ve ferroelektriklerin gerçekten doğada nadir olduğu inancı gelişmeye başladı. Polar kararsızlığın olması için bir hidrojen bağının var olmasının gerekli olduğu düşünülüyordu ve bundan dolayı hidrojen içermeyen materyallerdeki (oksitler gibi) ferroelektrikliğin incelenmesine doğru bir yönelim vardı. Yeni ferroelektriklerin keşfi yeni dielektriklerin araştırılmasına yol açtı. 1925'de yüksek dielektrik sabitine sahip titanyum oksit bir seramik olarak oluşturulmuştu. Mantıksal yaklaşım titanyum oksidin daha yüksek elektriksel geçirgenliğe sahip olmasını sağlamak için ayarlama çalışmaları yapmak idi. 1945'de barium titanate'ın (BaTiO3) seramiği bulundu (Lines and Glass, 1977). BaTiO3 'ın oda sıcaklığında dielektrik sabiti 1000 ile 3000 civarındaydı ve sıcaklık arttığında daha yüksek değerler alabiliyordu. Bundan kısa bir süre sonra BaTiO3'ın ferroelektrik olduğu bulundu (Lines and Glass, 1977). Bu olay ile ferroelektikliğin hidrojen hipotezi terkedilmiş oldu. Bu keşif birçok yönden önemliydi ve birçok ilklere sahipti: hidrojen bağsız ilk ferroelektrik, birden fazla ferroelektrik faza sahip ilk ferroelektrik, paraelektrik fazı piezoelektrik olmayan ilk ferroelektrik. Paraelektrik fazının kristal yapısı yüksek simetrili kübik yapıdaydı ve birim hücre başına sadece birkaç atom içeriyordu. Bu basitliğin ve pratik kullanılışlığın sonucu olarak BaTiO3 o zamana kadar en detaylı araştırılan ferroelektrik materyal oldu. Kimyasal ve mekanik olarak çok kararlıydı, oda sıcaklığında ferroelektrik idi ve mükemmel bir tek kristal olarak büyütülmesi 1954'e kadar gerçekleşmemesine rağmen kolayca seramik formda hazırlanabiliyordu. Daha sonra KNbO3 ve KTaO3’da (Matthias, 1949), LiNbO3 ve LiTaO3'da (Matthias ve Remaika, 1949) ve PbTiO3’da (Shirane, Hoshino ve Suzuki, 1950) ferroelektrik aktivite keşfedildi. Perovskite kristal yapının (ABO3) basitliğinden dolayı mikroskobik seviyede teorik ilerlemeler beklemek doğal bir sonuç idi. 1950'de Slater BaTiO3'ın ferroelektrik davranışının uzun erimli (long-range) dipolar kuvvetlerden (bu kuvvetler yerel kuvvetler tarafından desteklenen yüksek simetrili yapıyı bozma 5
Page 1 and 2: Harun AKKUŞ ÇUKUROVA ÜNİVERSİT
Page 3 and 4: ÖZ DOKTORA TEZİ SbSI KRİSTALİN
Page 5 and 6: TEŞEKKÜR Doktora çalışmam boyu
Page 7 and 8: 4.3. Değişim ve Korelasyon Yoğun
Page 9 and 10: ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizel
Page 11 and 12: Şekil 6.1. (a) Paraelektrik fazda
Page 13 and 14: Şekil 6.32. SbSI kristalinin parae
Page 15 and 16: 1. GİRİŞ Harun AKKUŞ 1. GİRİ
Page 17: 2. FERROELEKTRİKLİK Harun AKKUŞ
Page 21 and 22: 2. FERROELEKTRİKLİK Harun AKKUŞ
Page 27 and 28: 3. ÇOK PARÇACIK PROBLEMİ Harun A
Page 43 and 44: 4. YOĞUNLUK FONKSİYONELİ TEORİS
Page 63 and 64: 5. PSEUDO-POTANSİYEL TEORİSİ Har
Page 69 and 70:
5. PSEUDO-POTANSİYEL TEORİSİ Har
Page 71 and 72:
Page 73 and 74:
Page 75 and 76:
6. SbSI Harun AKKUŞ 6. SbSI V-VI-V
Page 77 and 78:
6. SbSI Harun AKKUŞ 6.1.2. Ferroel
Page 79 and 80:
6. SbSI Harun AKKUŞ (2002) ise tem
Page 81 and 82:
6. SbSI Harun AKKUŞ eV’luk değe
Page 83 and 84:
6. SbSI Harun AKKUŞ artmaktadır.
Page 85 and 86:
6. SbSI Harun AKKUŞ birbirlerine e
Page 87 and 88:
6. SbSI Harun AKKUŞ E 0 2 −1 ε
Page 89 and 90:
6. SbSI Harun AKKUŞ Ayrıca r r f
Page 91 and 92:
6. SbSI Harun AKKUŞ enerjilerinin
Page 93 and 94:
6. SbSI Harun AKKUŞ oldukça yüks
Page 95 and 96:
6. SbSI Harun AKKUŞ 2 Ps ∝ T −
Page 97 and 98:
6. SbSI Harun AKKUŞ boyunca foton
Page 99 and 100:
6. SbSI Harun AKKUŞ Şekil 6.16. P
Page 101 and 102:
6. SbSI Harun AKKUŞ yönünde diel
Page 103 and 104:
6. SbSI Harun AKKUŞ Şekil 6.20. S
Page 105 and 106:
6. SbSI Harun AKKUŞ Şekil 6.23. S
Page 107 and 108:
6. SbSI Harun AKKUŞ SbSI’ın her
Page 109 and 110:
6. SbSI Harun AKKUŞ Şekil 6.30 ve
Page 111 and 112:
6. SbSI Harun AKKUŞ Çizelge 6.7.
Page 113 and 114:
6. SbSI Harun AKKUŞ (paraelektrik
Page 115 and 116:
6. SbSI Harun AKKUŞ Şekil 6.39. F
Page 117 and 118:
7. SONUÇLAR Harun AKKUŞ 7. SONUÇ
Page 119 and 120:
KAYNAKLAR ALWARD, J. F., FONG, C. Y
Page 121 and 122:
FRIDKIN, V.M., 1980. Ferroelectrics
Page 123 and 124:
LANGERTH, D. C., PERDEW, J. P., 197
Page 125 and 126:
PERDEW, J. P., ZUNGER, A., 1981. Se
Page 127:
ÖZGEÇMİŞ 1974 yılında Bitlis-
show all

n - Çukurova Üniversitesi

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?