Влияние региодефектов на поляризацию сегнетоэлектрических полимеров при низких температурах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложена модель для исследования влияния региодефектов (противоположная ориентация соседних мономерных единиц вдоль цепи) на поведение сегнетоэлектрических полимеров в электрическом поле при низких температурах. В рамках модели показано, что вблизи региодефектов происходит плавная переориентация дипольных моментов мономеров, что согласуется с данными, полученными в молекулярно-динамических (МД) расчетах. Получено аналитическое выражение для зависимости средней поляризации цепи от температуры, электрического поля и концентрации региодефектов. Из сравнения с МД-расчетами проведены оценки жесткости связи соседних мономеров и наведенного электрического поля. Исследована квантовая версия предложенной модели. Показано, что основное состояние является синглетным, а возбуждения могут быть как бесщелевыми, так и со щелью, в зависимости от четности количества мономеров между дефектами. На нуль-температурной кривой намагниченности имеется плато.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Атражев

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Email: krivnov@deom.chph.ras.ru
Россия, Москва

Д. В. Дмитриев

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Email: krivnov@deom.chph.ras.ru
Россия, Москва

В. Я. Кривнов

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: krivnov@deom.chph.ras.ru
Россия, Москва

В. И. Султанов

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Email: krivnov@deom.chph.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Tasaka S., Miyasato K., Yoshikawa M. et al. // Ferroelectrics. 1984. V. 57. № 1. P. 267.
  2. Tasaka S., Ohishi K., Inagaki N. // Ibid. 1995. V. 171. № 1. P. 203.
  3. Wedel A., von Berlepsch H., Danz R. // Ibid. 1991. V. 120. № 1. P. 253.
  4. Bae J.-H., Chang S.-H. // Funct. Compos. Struct. 2019. V. 1. № 1. P. 012003.
  5. Воробьев А.О., Кульбакин Д.Е., Чистяков С.Г. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 11. С. 9.
  6. Игнатьева Л.Н., Мащенко В.А., Горбенко О.М. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 11. С. 23.
  7. Кочервинский В.В., Градов О.В., Градова М.А. // Успехи химии. 2022. Т. 91. № 11. С. RCR5037.
  8. Lu S. G., Rozic B., Kutnjiak Z., et al. // Integr. Ferroelectr. 2011. V. 125. № 1. P. 176.
  9. Neese B., Chu B., Lu S-G. et al. // Science. 2008. V. 321. № 5890. P. 821.
  10. Basso V., Russo F., Gerard J.-F. et al. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 103. № 20. P. 202904.
  11. Sultanov V.I., Atrazhev V.V., Dmitriev D.V. et al. // Macromolecules. 2021. V. 54. № 8. P. 3744.
  12. Sultanov V.I., Atrazhev V.V., Dmitriev D.V. // J. Polym. Sci. 2023. V. 61. № 18. P. 2091.
  13. Anousheh N., Godey F., Soldera A. // J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2017. V. 55. № 3. P. 419.
  14. Sultanov V. I., Atrazhev V. V., Dmitriev D. V. // J. Phys. Chem. B. 2024. V. 128. № 26. P. 6376.
  15. Лихачев В.Н., Виноградов Г.А., Эрихман Н.С. //Хим. физика. 2020. Т. 39. № 6. С. 3.
  16. Takahashi M., Nakamura H., Sachdev S. // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. № 2. P. R744.
  17. Marko J.F., Siggia E.D. // Macromolecules. 1995. V. 28. № 26. P. 8759.
  18. Кривнов В.Я., Дмитриев Д.В. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 2. С. 29.
  19. Haldane F.D.M. // Phys. Rev. Lett 1983. V. 50. № 15. P. 1153.
  20. Chen W., Hida K., Sanctuary B.C. // J. Phys. Jpn. 2000. V. 69. № 10. P. 3414.
  21. Ливанова Н.В., Правада Е.С., Ковалева Л.А., Попов А.А. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 5. С. 43.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Региодефекты в цепи ПВДФ. Цветовые обозначения элементов: углерод — серый, водород — белый, фтор — бирюзовый.

Скачать (65KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Профили локальных установочных углов вдоль полимерной цепи, содержащей один региодефект: a – кинк-подобный профиль без двугранных углов в гош-конформации; красной линией показано аналитическое односолитонное решение уравнения синус-Гордона, б – типичный профиль с тремя двугранными углами в гош-конформации около региодефекта.

Скачать (54KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схематичный рисунок ориентации мономеров цепи ПВДФ вблизи одного региодефекта (а) и на участке цепи между двумя региодефектами (б).

Скачать (48KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схематичный рисунок кривой намагниченности (отнесенной к намагниченности насыщения msat = 1/2) квантовой модели ферромагнитных доменов спинов с антиферромагнитными взаимодействиями на границе доменов (черная кривая). Для сравнения приведена кривая средней нормализованной поляризации классической модели (красная кривая), заданной уравнением (14).

Скачать (10KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024