Диэлектрическая спектроскопия магнетита

Диэлектрическая
спектроскопия магнетита
Цель работы
Исследование особенностей поведения
диэлектрических и оптических
характеристик магнетита.
Задачи:
• Исследование диэлектрических свойств кристаллов со структурой
шпинели.
• Построение широкодиапазонных диэлектрических спектров,
включающих области релаксации миграционных составляющих
поляризации, решёточные и электронные резонансы, а также окна
прозрачности в радиочастотном и оптическом диапазонах.
• Выделение механизмов диэлектрической поляризации и оценка
величин их вкладов в диэлектрическую проницаемость.
• Теоретическое моделирование спектров диэлектрических констант.
Объект исследования
Магнетит принадлежит к семейству ферритов шпинелей,
общая кристаллохимическая формула которых AB2O4 .
Методы исследования
Метод Крамерса-Кронига:
•R(w)




 
   2   2 ln R d   
0
0
k
1


  k    k

  2   2  2   2 2
0 
k
 0 0

2 R  sin  
2
k   
   n   k
2


 
1  R   4 R  sin 2
2
1  R 
n  
2
    2n  k
  
2
1  R   4 R  sin
2





 
 
 
 
2
   
Программное обеспечение
Powder Cell
Origin
Reffit
Endeavour
Grafula
Структурный анализ
магнетита
Спектры действительной и мнимой
составляющей магнетита в области
радиочастот.
Спектры действительной и мнимой
составляющей магнетита в области
решеточных резонансов.
Спектры действительной и мнимой
составляющей магнетита
, 
в области электронных
резонансов.
6
5
, 


4
3
2
1
0
15,5
15,6
15,7
15,8
lg()
15,9
16,0
Широкодиапазонный диэлектрический
спектр магнетита
Выводы:
•
•
•
•
Методами диэлектрической спектроскопии экспериментально исследованы
диэлектрические функции кристаллов в широком интервале частот.
По результатам анализа Крамерса-Кронига и дисперсионного анализа выполнено
моделирование диэлектрических функций магнетита.
Полученные зависимости n(), k(), '(), ''() носят чётко выраженный
резонансный характер.
Выделены основные механизмы диэлектрической поляризации магнетита и
определены их вклады в диэлектрическую проницаемость:
1. Величина вклада, обусловленного поляризацией упругого электронного смещения,
составляет 5,00 единиц.
2. Статический ионный предел, связанный с поляризацией упругого ионного смещения,
оценивается в пределах 4,11 единиц.
3. Вклад, обусловленный сегнетоэлектрическим упорядочением, составляет 16,00 единиц.