профессор, кафедра высшей математики,
пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036
professor, department of the higher mathematics,
Revolution Av., 19, Voronezh, 394036
профессор, кафедра материаловедения и индустрии наносистем,
Университетская пл., 1, г. Воронеж, 394018
professor, department of materials science and industry of nanosystems,
Universitetskaya square, 1 Voronezh, 394018
студентка магистратуры, кафедра информационных технологий моделирования и управления,
пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036
student of a magistracy, department of information technologies of modeling and control,
Revolution Av., 19, Voronezh, 394036
доцент, кафедра физики, теплотехники и теплоэнергетики,
пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036
associate Professor, department of physic, heat engineering and power engineering,
Revolution Av., 19, Voronezh, 394036
Макроскопическая поляризация является наиболее важным понятием при любом феноменологическом описании диэлектрических сред. Наличие спонтанной макроскопической поляризации является определяющим свойством сегнетоэлектрического материала, которое занимает центральное место во всей физике сегнетоэлектриков. Опираясь исключительно на соображения симметрии, теория Ландау может обеспечить надёжное описание равновесного поведения системы вблизи фазового перехода. Этот феноменологический подход позволяет дать соотношения между измеряемыми величинами с использованием минимального набора входных параметров, которые могут быть определены путём сравнения с физическим экспериментом или расчётным путём из первых принципов. В настоящее время существует проблема представления потенциала Ландау-Девоншира для различных материалов. Свойства термодинамического потенциала Ландау-Девоншира (ТП) для сегнетоэлектрических материалов в данной статье исследу- ется на примере титаната бария. Применяется ранее сформулированный топологический метод исследования нелинейных свойств сегнетоэлектриков. Для интерпретации особенностей ТП используются представления о клеточных комплексах. Новое представле- ние ТП в виде полинома 8 порядка сравнивается с ранее использовавшимся представлением в виде полинома 6 порядка. Для потенциала 8 порядка структура метастабильных состояний для титаната бария представлена в окрестности точки фазового перехода при Т = 5 °C. Предложен новый метод для качественного описания метастабильной структуры состояний ТП системы. На основе метода указаны области значений температуры, где предсказания метастабильных состояний для потенциалов 6 и 8 порядков различны.
The macroscopic polarization is the most essential concept in any phenomenological description of dielectric media. The presence of a spontaneous macroscopic polarization is the defining property of a ferroelectric material that is central to whole physics of ferroelectrics. Based solely on symmetry considerations, Landau theory can provide a reliable description of a system equilibrium behavior near a phase transition. This phenomenological approach allows giving relations between measurable quantities using a minimal set of input parameters that can be determined by comparison with physical experiment or numerical first-principles calculation. Now, the problem of true presentation of Landau-Devonshire potential for different materials is outstanding. The properties of Landau-Devonshire thermodynamic potential (TP) for ferroelectric materials in this article is investigated on the example of barium titanate. The previously approved topological method of research of nonlinear properties of ferroelectrics is applied. The cellular complexes approach use for interpretation of TP extremes. The new representation of the 8-order polynomial TP compared with previously used 6-order representation. For the 8 order potential the structure of metastable states for barium titanate is presented in the vicinity of first-order phase transition point at T = 5°C. New method proposed for the qualitative description of the metastable states structure that TP generates. Based on the method the temperature regions are pointed where the 6 and 8 order potentials predicting for the metastable states are qualitatively different.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.