Особенности микроструктуры сферолитовых тонких пленок цирконата титаната свинца

Авторы

  • Владимир Петрович Пронин Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена https://orcid.org/0000-0003-0997-1113
  • Артемий Николаевич Крушельницкий Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена https://orcid.org/0000-0003-3543-8531
  • Михаил Владимирович Старицын НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ Конструкционных материалов «Прометей» им. И.В. Горынина https://orcid.org/0000-0002-4503-1412
  • Станислав Викторович Сенкевич Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена https://orcid.org/0000-0002-4503-1412
  • Евгений Юрьевич Каптелов Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе https://orcid.org/0000-0002-7423-6943
  • Игорь Петрович Пронин Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе https://orcid.org/0000-0003-3749-8706
  • Владислав Андреевич Томковид Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена https://orcid.org/0009-0009-6601-2569

DOI:

https://doi.org/10.33910/2687-153X-2025-6-3-127-133

Ключевые слова:

сферолиты, тонкие пленки ЦТС, механические напряжения, механизмы поворота кристаллической решетки

Аннотация

Методами растровой электронной микроскопии исследовались отличия микроструктуры сферолитовых пленок ЦТС, в которой реализуется малоугловое некристаллическое и кристаллическое ветвление в процессе кристаллизации фазы перовскита. Предполагается, что наблюдаемые в пленках циркулярно-ступенчатые и радиальные границы формируются за счет механизма дисклинации, в то время как их отсутствие является результатом последовательного образования одиночных краевых дислокаций.

Библиографические ссылки

Alkoy, E. M, Alkoy, S., Shiosaki, T. (2007) The effect of crystallographic orientation and solution aging on the electrical properties of sol-gel derived Pb(Zr0.45Ti0.55)O3 thin films. Ceramic International, 33 (8), 1455–1462. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2006.06.010 (In English)

Carim, A. H., Tuttle, B. A., Doughty, D. H., Mrtinz, S. L. (1991) Microstructure of solution-processed lead zirconate titanate (PZT) thin films. Journal of the American Ceramic Society, 74 (6), article 1455. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1991.tb04130.x (In English)

Da, B., Cheng, L., Liu, X. et al. (2024) Exploring high-symmetry structures in non-Cartesian coordinates: Preparation and characteristics of cylindrically symmetric-rotating crystals. Science and Technology of Advanced Materials: Methods, 4 (1), article 2406743. https://doi.org/10.1080/27660400.2024.2406743 (In English)

Krupanidhi, S. B. (1992) Recent advances in the deposition of ferroelectric thin films. Integrated Ferroelectrics, 1 (2-4), 161–180. https://doi.org/10.1080/10584589208215709 (In English)

Kwok, C. K., Desu, S. B. (1994) Formation kinetics of PbZrxTi1-xO3 thin films. Journal of Materials Research, 9, 1728–1733. https://doi.org/10.1557/JMR.1994.1728 (In English)

Lutjes, N. R., Zhou, S., Antoja-Lleonart, J. et al. (2021) Spherulitic and rotational crystal growth of Quartz thin films. Scientific Reports, 11 (1), article 14888. https://doi.org/10.1038/s41598-021-94147-y (In English)

Musterman, E. J., Dierolf, V., Jain, H. (2022) Curved lattices of crystals formed in glass. International Journal of Applied Glass Science, 13 (3), 402–419. https://doi.org/10.1111/ijag.16574 (In English)

Preston, K. D., Haertling, G. H. (1992) Microstructural investigation of acetate — derived PLZT films. Integrated Ferroelectrics, 1, 89–98. https://doi.org/10.1080/10584589208215567 (In English)

Pronin, I. P. (2017) Formirovanie submikronnykh polikristallicheskikh sloev tsirkonata-titanata svintsa, ikh fazovoe sostoyanie i segnetoelektricheskie svojstva [Formation of submicron polycrystalline layers of lead zirconate titanate, their phase state and ferroelectric properties]. PhD dissertation (Physics). Saint Petersburg, Herzen State Pedagogical University of Russia, 261 p. (In Russian)(In English)

Pronin, I. P., Zaitseva, N. V., Kaptelov, E. Yu., Afanasiev, V. P. (1997) Opticheskij kontrol’ odnofaznosti tonkikh polikristallicheskikh segnetoelektricheskikh plenok so strukturoj perovskita [Optical control of phase state of polycrystalline ferroelectric thin films with perovskite structure]. Izvestia AN. Seria Fizicheskaya — Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 61, 379–382 (In Russian)

Pronin, V. P., Ryzhov, I. V., Staritsyn, M. V. et al. (2024) An influence of mechanical stresses on the phase state of spherulitic thin films of lead zirconate titanate. Materials Physics and Mechanics, 52 (6), 17–26 http://dx.doi.org/10.18149/MPM.5262024_3 (In English)

Pronin, V. P., Senkevich, S. V., Kaptelov, E. Yu., Pronin, I. P. (2010) Features of the formation of a perovskite phase in thin polycrystalline Pb(Zr,Ti)O3 films. Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 4, 703–708. https://doi.org/10.1134/S1027451010050010 (In English)

Savytskii, D., Jain, H., Tamura, N., Dierolf, V. (2016) Rotating lattice single crystal architecture on the surface of glass. Scientific Reports, 6, article 36449. https://doi.org/10.1038/srep36449 (In English)

Shtukenberg, A. G., Punin, Y. O., Gunn, E., Kahr, B. (2012) Spherulites. Chemical Reviews, 112 (3), 1805–1838. https://doi.org/10.1021/cr200297f (In English)

Spierings, G. A. C. M., Van Zon, J. B. A., Larsen, P. K., Klee, M. (1993) Influence of platinum-based electrodes on the microstructure of sol-gel and MOD prepared lead zirconate titanate films. Integrated Ferroelectrics, 3 (3), 283–292. https://doi.org/10.1080/10584589308216719 (In English)

Staritsyn, M. V., Pronin, V. P., Khinich, I. I. et al. (2023) Mikrostruktura sferolitovykh tonkikh plenok tsirkonatatitanata svintsa [Microstructure of spherulitic lead zirconate titanate thin films]. Fizika Tverdogo Tela — Physics of the Solid State, 65 (8), 1368–1374. https://doi.org/10.21883/FTT.2023.08.56155.140 (In Russian)

Staritsyn, M. V., Pronin, V. P., Khinich, I. I. et al. (2024) Effekt kanalirovaniya elektronov v kristallicheskoj reshetke luchistykh sferolitov [Effect of electron channeling in the crystal lattice of radiant spherulites]. Fiziko-khimicheskie aspekty izucheniya klasterov, nanostruktur i nanomaterialov–Physical and Chemical Aspects of the Study of Clusters, Nanostructures and Nanomaterials, 16, 289–300. https://doi.org/10.26456/pcascnn/2024.16.289 (In Russian)

Woo, E. M., Lugito, G. (2016) Cracks in polymer spherulites: Phenomenological mechanisms in correlation with ring bands. Polymers, 8 (9), article 329. https://doi.org/10.3390/polym8090329 (In English)

Загрузки

Опубликован

2025-10-27

Выпуск

Том 6 № 3 (2025)

Раздел

Condensed Matter Physics

Лицензия

Copyright (c) 2025 Пронин Владимир Петрович, Крушельницкий Артемий Николаевич, Старицын Михаил Владимирович, Сенкевич Станислав Викторович, Каптелов Евгений Юрьевич, Пронин Игорь Петрович, Томковид Владислав Андреевич

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Авторы предоставляют материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате в любых целях, делать ремиксы, видоизменять, и создавать новое, опираясь на этот материал в любых целях, включая коммерческие.

Данная лицензия сохраняет за автором права на статью, но разрешает другим свободно распространять, использовать и адаптировать работу при обязательном условии указания авторства. Пользователи должны предоставить корректную ссылку на оригинальную публикацию в нашем журнале, указать имена авторов и отметить факт внесения изменений (если таковые были).

Авторские права сохраняются за авторами. Лицензия CC BY 4.0 не передает права третьим лицам, а лишь предоставляет пользователям заранее данное разрешение на использование при соблюдении условия атрибуции. Любое использование будет происходить на условиях этой лицензии. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.