Ferroelektrik TIInS2 ve TIGaSe2 kristallerinde dielektrik relaksasyon etkileri

Abstract

TU11S2 ve TlGaSe2 kristallerinde farklı özelliklere sahip birçok faz geçişinin mevcut olduğu bilinmektedir. Bu kristallerde faz geçişlerinin ardışıklığı, oransız faza sahip klasik ferroelektriklerden oldukça farklıdır. Bu farklılıklardan en önemlisi ferroelektrik fazda farklı kutuplaşmalara sahip fazların domenlerinin bir arada bulunmasıdır. Bu yüzden ferroelektrik fazların domen yapısının farklı frekanslı değişken elektrik alanlarına dielektrik yanıtını incelemekle bu yapı hakkında bilgi edinilmesi gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada TlInS2 ve TlGaSe2 kristallerinin dielektrik sabitinin reel ve sanal kısımlarının sıcaklık ve frekans bağıntıları 80K-300K sıcaklık ve 1kHz -15 MHz frekans aralıklarında ölçülmüştür. Faz geçiş sıcaklıktan tespit edilip, kristallerin dielektrik sabitinin ferroelektrik fazda relaksasyon etkileri ortaya çıkarılmıştır TlInS2 kristalinde 215K, 205,6K, 204K, 202K, 199K, 196K, sıcaklıklarında faz değişimlerinin olduğu gözlenmiştir. Dielektrik sabitinin sanal kısmının sıcaklık bağıntılarından 204K, 202K, 199K ve 196K değişimlerinin kutupsal yani domen yapısının yapılanması ile bağlı olduğu görülmüştür. TlInS2 kristalinde dielektrik sabitinin frekansa bağlı relaksasyon sergilediği gözlenmiştir. Sabit sıcaklıklarda reel ve sanal kısımların frekans bağıntılarının relaksasyon teorisine uygun olduğu saptanmıştır. Ayrıca TlInS2 kristalinde en az iki tip farklı relaksatörün (domen yapısının) olduğu kanıtlanmıştır. TlGaSe2 kristalinde 242K, 115K ve 108K sıcaklıklarında faz geçişleri gözlenmiştir 242K deki faz geçişinin oransız karakterde olduğu ileri sürülmüştür. 1Î5K ve 108K sıcaklıklarındaki faz değişimlerinin polar (kutupsal) olduğu kanıtlanmıştır. TlGaSe2 kristaline dielektrik sabitinin faz geçişleri bölgesinde relaksasyon sergilediği görülmüştür. TUnS2 kristalinde olduğu gibi bu bileşimde de farklı tip relaksatörlerin bir arada bulunduğu sonucuna ulaşılmıştır.It is well known that TlInSî and TlGaSe2 crystals exhibit successive, phase 'H y transitions, which possess different character. The successivity of the phase*15 transitions in these crystals are different than other materials possessing incommensurate phase. The most important peculiarity is the coexistence of phases with different polarizations in the ferroelectric state. That is why the investigation of the dielectric responce under alternating electric fields of various frequence is of great interest and it can lead to getting additional information about the domain structure in the ferroelectric state of these materials. In this work the temperature and frequence dependencies of the real and imaginary parts of the dielectric constant of TlInS2 and TlGaSe2 crystals in the temperature interval of 80K-300 K and at the frequencies between 1 KHz and 15 MHz have been measured. The phase transition temperatures were obtained. Relaxation effects of the dielectric constant in the ferroelectric state of these materials were observed. Phase transitions were observed in THnSî at the temperatures of 215K, 205,6K, 204K, 202K, 199K and 196K. A polar character of the phase transition at 204K, 202K, 199K ve 196K has been revealed low frequency relaxation of the dielektrik constant of THnSî was observed. The presence of at least two relaxators in the ferroelektrik state of THnS2 has been determined. Phase transitions were observed in TlGaSe2 at the temperatures 242K, 115K and 108K. it has been revealed that the phase transition at 242K has been determined as incommensurate one, polar character of the phase transitions at 115K and 108K has been revealed.