Известия Алтайского государственного университета (Sep 2021)
Нелинейные квантовые явления при поляризации нанометровых слоев протонных полупроводников и диэлектриков
Abstract
Исследуется влияние структуры и параметров вырожденного квазидискретного энергетического спектра релаксаторов (протонов) на механизм нелинейной квантовой диффузионной поляризации в наноразмер-ных слоях кристаллов водородными связями (КВС) в широком диапазоне варьирования параметров полей (100 кВ/м - 1000 МВ/м) и температур (0-1550 К). Температурная зависимость квантовой прозрачности параболического потенциального барьера для протонов рассчитывается с помощью квантового канонического распределения Гиббса с учетом зонной структуры энергетического спектра протонов, двигающихся в одномерном потенциальном поле кристаллической решетки (в одномерном поле водородной связи) и не взаимодействующих между собой (идеальный протонный газ, находящийся в равновесии с анионной подреткой). Учтено влияние «нулевых» колебаний протонов на температурные зависимости кинетических коэффицентов протонной подсистемы в КВС. Обнаружено, что туннелирование протонов продолжает определенным образом сказываться на кинетике нелинейной объемно-зарядовой поляризации в КВС и в области высоких (150-550 К) и сверхвысоких (550-1550 К) температур при толщинах кристаллических слоев от 1 до 10 нм. Результаты теоретических исследований в перспективе найдут применение при прогнозировании свойств сегнетоэлектриков класса КВС (KDP, DKDP) и при исследованиях нелинейных оптических эффектов второго порядка для техники фемптосекундных лазеров.
Keywords
