
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ, КИНЕТИКА ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ И ФОРМИРОВАНИЕ ДЕНДРИТНЫХ ДОМЕНОВ В МОНОКРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ И ТАНТАЛАТА ЛИТИЯ

Работа №	102572
Тип работы	Диссертации (РГБ)
Предмет	физика
Объем работы	115
Год сдачи	2021
Стоимость	4365 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	128

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Введение 6
Глава 1. Литературный обзор 13
1.1. Основные определения 13
1.2. Механизмы экранирования 14
1.2.1. Внутреннее экранирование 17
1.3. Эволюция доменной структуры 21
1.3.1. Кинетический подход к эволюции доменной структуры 23
1.4. Формы доменов 24
Моделирование эволюции формы небольшого появляющегося домена 25
Моделирование распределения локального поля 25
Форма многоугольного домена 26
1.5. Визуализация доменной структуры 32
1.6. Ниобат лития и танталат лития - физические характеристики 34
1.6.1. Доменная структура 36
1.6.2. Исследование интегральных характеристик переключения в
монокристаллах ниобата и танталата лития 37
1.7. Образование искусственного диэлектрического слоя при переключении
поляризации с электродами из хрома 38
1.8. Доменная инженерия 39
1.8.1. История и основные тенденции 42
1.8.2. История создания регулярных доменных структур в
сегнетоэлектриках 44
1.8.3. Существующие проблемы микро- и нанодоменной инженерии
1.9. Краткие выводы 45
Глава 2. Исследуемые образцы, экспериментальные установки и методики 46
2.1. Исследуемые материалы 46
2.1.1. Состав образцов 47
2.2. Экспериментальная установка 47
2.3. Подготовка образцов 48
Нанесение твердотельных электродов 49
Нанесение тонких пленок диоксида кремния 49
Нанесение искусственного диэлектрического слоя фоторезиста 50
Подготовка образцов для визуализации статической доменной структуры 51
2.4. Визуализация статической доменной структуры 51
2.5. Интегральные методы исследования кинетики доменной структуры. . 51
2.5.1. Анализ токов переключения в подходе Колмогорова-Аврами . 53
2.5.2. Зависимость коэрцитивного поля от скорости изменения
внешнего поля 54
2.5.3. Исследование процесса релаксации поля объемного экранирования 54
2.6. Методика создания регулярных доменных структур 56
2.7. Компьютерное моделирование движения доменной стенки 57
Глава 3. Особенности переключения поляризации и кинетики доменной структуры в монокристаллах семейства танталата лития 59
3.1. Танталат лития с составом близким к конгруэнтному (ИСЬТ) [А4] 59
3.2. Конгруэнтный танталат лития, легированный 8 моль% MgO (MgOCLT)
[А3] 63
3.3. Стехиометрический танталат лития, легированный 1 моль% МдО [А1]
3.4. Создание регулярных доменных структур [А5, А6, А9] 69
3.4.1. РДС в МдОСЬТ 69
3.4.2. РДС в МдОЗЬТ 70
3.4.3. РДС в МдОЬИ 71
3.4.4. Веерная РДС в МдОЬИ 72
3.5. Краткие выводы 74
Глава 4. Формирование квазирегулярных доменных структур при переключении поляризации с диэлектрическим слоем при комнатной температуре 75
4.1. Переключение МдОЗЬТ с электродами из Сг 75
4.2. Переключение поляризации в ИСЬТ с диэлектрическим слоем и с жидкими электродами [А4] 77
4.3. Краткие выводы 79
Глава 5. Формирование дендритных доменных структур при переключении
поляризации с диэлектрическим слоем при повышенных температурах 80
5.1. Исследование дендритных доменов в CLN 80
5.2. In situвизуализация роста дендритных снежинок в CLN 84
5.3. Визуализация дендритных доменов в объеме 85
5.4. Обоснование полученных результатов 87
5.5. Формирование самоупорядоченных доменных структур в градиентном
поле за пределами электрода 90
5.6. Краткие выводы 91
Заключение 92
Список условных обозначений и сокращений 94
Список использованных источников 97
Список публикаций по теме диссертации 108

Введение

Актуальность темы исследования
Монокристаллы ниобата лития (Ь1НЬО3, ЬК) и танталата лития (Ь1ТаО3, ЬТ) с периодическими доменными структурами рассматриваются в качестве основных нелинейно-оптических материалов [1,2] для когерентных преобразователей частоты света, включая генерацию второй гармоники [А5] и оптическую параметрическую генерацию [3], [А6]. Кроме того, следует упомянуть новые области применения периодических доменных структур, включая наноэлектронику доменных стенок [4] и сегнетоэлектрическую литографию [5]. Известно, что для эффективного преобразования частоты света необходимо создавать специализированные доменные структуры с воспроизводимостью периода около 20 нм [6]. Необходимость такой высокой точности требует глубоких знаний о кинетике доменов в монокристаллах ЬИ и ЬТ [7]. Объемное экранирование, являющееся единственной возможностью компенсации остаточного деполяризующего поля и стабилизации заданных метастабильных ДС, в значительной степени определяет кинетику ДС [8]. Поэтому изучение особенностей влияния процесса объемного экранирования на эволюцию ДС имеет решающее значение для создания периодически поляризованных монокристаллов ЬИ и ЬТ для нелинейно-оптических применений. Последнее время для увеличения эффективности и мощности преобразования длины волны особое внимание уделяется созданию регулярных ДС в ЬТ конгруэнтного состава, легированном 8 мол.% МдО (МдОСЬТ) и в ЬТ с составом близким к стехиометрическому, легированном 1 мол.% МдО (МдОЗЬТ) [9]. Однако, кинетика ДС и переключение поляризации в этих материалах слабо изучены.
Степень разработанности темы исследования
Ранее было показано, что в ЬК и ЬТ поле смещения, создаваемое объемным экранированием, пропорционально степени отклонения от стехиометрического состава [10]. Процесс объемного экранирования и кинетика ДС детально изучены в монокристаллах конгруэнтного и стехиометрического составов [11-13], тогда как в кристаллах с промежуточной степенью отклонения от стехиометрического состава (NCLT) и LT, легированных оксидом магния для улучшения оптических свойств, эти свойства необходимо исследовать. Кроме того, представляет значительный интерес экспериментальное исследование формирования квазирегулярных субмикронных ДС в монокристаллах LN и LT в электрическом поле, обнаруженное ранее только в результате воздействия интенсивного лазерного излучения [14,15].
Цели и задачи исследования
Цель работы - экспериментальное исследование кинетики доменов, переключения поляризации и формирования дендритных доменных структур в монокристаллах семейства ниобата лития и танталата лития.
Для реализации поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:
1. Определить основные параметры процесса переключения поляризации и выявить стадии эволюции ДС в кристаллах NCLT, MgOSLT и MgOCLT.
2. Провести детальный анализ токов переключения и петель гистерезиса в кристаллах NCLT, MgOSLT и MgOCLT.
3. Исследовать формирование самоорганизованных квазирегулярных ДС в LT при переключении с металлическими электродами и с диэлектрическим слоем.
4. Исследовать формирование дендритных доменов при переключении поляризации в однородном поле при повышенных температурах в CLN и CLT с диэлектрическим слоем.
5. Предложить модель для объяснения процесса формирования дендритных доменов в рамках кинетического подхода и произвести компьютерное моделирование качественного изменения формы движущейся доменной стенки при запаздывании экранирования.
Научная новизна результатов.
Впервые детально исследован процесс переключения поляризации и эволюция доменной структуры в монокристаллах танталата лития конгруэнтного состава, легированных 8 мол.% MgO и с составом близким к стехиометрическому, легированных 1 мол.% MgO, а также с промежуточной степенью отклонения от стехиометрического состава. Обнаружено формирование самоорганизованных квазирегулярных субмикронных полосовых доменов при переключении поляризации при комнатной температуре с металлическими электродами и поверхностным диэлектрическим слоем. Впервые выявлен эффект формирования дендритных сегнетоэлектрических доменов при переключении поляризации при повышенных температурах на примере CLN и CLT c поверхностным диэлектрическим слоем. Формирование дендритных доменов объяснено в рамках кинетического подхода, основанного на аналогии между ростом доменов и кристаллов.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Впервые в сегнетоэлектриках обнаружено и изучено формирование дендритных доменов при переключении поляризации в CLN и CLT c поверхностным диэлектрическим слоем при повышенной температуре. Показано, что возможность детального изучения роста сегнетоэлектрических доменов позволяет использовать сегнетоэлектрики в качестве модельного материала для изучения формирования дендритных структур, что имеет значительную практическую значимость. Установлено, что последовательная аналогия между ростом доменов и кристаллов позволяет успешно объяснять формирование дендритных доменов. Изучение кинетики доменов и процессов переключения поляризации в актуальных для создания регулярных ДС кристаллах LT позволило изготовить преобразователи частоты лазерного излучения с высокой эффективностью.
Методология и методы исследования.
In situвизуализация эволюции ДС проводилась с помощью оптической микроскопии. Визуализация статической ДС на поверхности, выявленной селективным химическим травлением, - с помощью: (1) оптической микроскопии в режиме фазового контраста, (2) сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и (3) сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ). Визуализация доменов в объеме - с помощью: (1) конфокальной микроскопии комбинационного рассеяния (КМКР) и (2) микроскопии генерации второй гармоники типа Черенкова (МГВГ). Измерение токов переключения в постоянном и переменном поле, а также петель гистерезиса в переменном линейно растущем поле производилось с помощью экспериментальной установки на основе модифицированной схемы Мерца. Моделирование пространственного распределения электрического поля на движущейся доменной стенке было выполнено методом конечных элементов с использованием модулей Electrostatics и Moving Mesh программного обеспечения COMSOL Multiphysics.
Процесс переключения поляризации и кинетика доменной структуры исследовались в монокристаллах семейства танталата лития (LT):
- LT с составом близким к конгруэнтному (NCLT)
- LT конгруэнтного состава, легированный 8 мол.% MgO (MgOCLT)
- LT с составом близким к стехиометрическому, легированный 1 мол.% MgO (MgOSLT)
Формирование дендритных доменных структур исследовалось в конгруэнтных монокристаллах ниобата лития (CLN) и танталата лития (CLT).
Положения, выносимые на защиту:
1. Кинетика ДС при переключении в NCLT и MgOSLT обусловлена движением макроскопических доменных стенок от края электрода и их слиянием с изолированными доменами, а скачкообразное ускорение переключения в MgOSLT обусловлено слиянием шестиугольных доменов большой площади.
2. Увеличение скорости переключения в MgOCLT в результате циклического переключения обусловлено образованием остаточных изолированных доменов.
3. Значительное уменьшение коэрцитивного поля без изменения формы доменов в результате сильного легирования MgO (MgOCLT), как и при приближении состава к стехиометрическому, обусловлено уменьшением концентрации объемных дефектов.
4. Формирование квазирегулярных ансамблей полосовых доменов субмикронной ширины в MgOSLT при переключении поляризации с металлическими электродами обусловлено образованием при нанесении электрода поверхностного слоя с повышенной концентрацией кислородных вакансий.
5. Формирование дендритных доменов в однородном поле при переключении поляризации при повышенных температурах в LN и LT с искусственным диэлектрическим слоем обусловлены анизотропным ростом и ветвлением полосовых доменов.
6. Качественное изменение формы доменных стенок обусловлено неэффективным экранированием при наличии диэлектрического слоя, которое увеличивает остаточное деполяризующее поле и неоднородно замедляет уширение полосовых доменов.
Степень достоверности и апробация результатов.
Степень достоверности проведенных исследований обеспечивается применением поверенных и калиброванных средств измерений, аттестованных методик измерений, надежной статистикой экспериментов, применением современных и независимых методов обработки экспериментальных данных, согласием с результатами других авторов и непротиворечивостью известным физическим моделям.
Основные результаты работы были представлены на 26 российских и международных конференциях и симпозиумах, включая 11 докладов, сделанных лично автором: 1-2) 20йи 21йВсероссийских конференциях по физике сегнетоэлектриков (ВКС-XX, Красноярск, 2014; ВКС-XXI, Казань, 2017); 3-4) International conference “Piezoresponse force microscopy and nanoscale phenomena in polar materials” (PFM-2014, Екатеринбург, PFM-2015 Сингапур); 5-6) European conferences on applications of polar dielectrics (ECAPD, Вильнюс, 2014, Москва, 2018); 7-8) Russia/CIS/Baltic/Japan symposia on ferroelectrics (RCBJSF, Рига, 2014, Санкт-Петербург, 2018); 9) Joint Conference of 9th Asian Meeting on Ferroelectrics and 9th Asian Meeting on Electroceramics (AMF-AMEC-2014, Шанхай), 10-11) International Symposium on Ferroic Domains and Micro- to Nanoscopic Structures (ISFD -12, Нанкин, ISFD -16, Ванкувер), 12) International workshop on phase transitions and inhomogeneous states in oxides (PTISO, Казань, 2015); 13) 13th European Meeting on Ferroelectricity (Порто, 2015), 14) Joint RCBJSF-IWRF
Conference (Мацуэ, 2016); 15-16) International workshop “Modern nanotechnologies” (IWMN, Екатеринбург, 2015; 2016); 17-18) International conference “Scanning probe microscopy” (SPM, Екатеринбург, 2017, 2018); 19) 25th International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT’17, Бусан, 2017), 20) International Workshop on Topological Structures in Ferroic Materials (TOPO 2019, Прага), 21) CLEO/Europe- EQEC (Мюнхен, 2019), 22) International Symposium Fundamentals of Laser Assisted Micro- and Nanotechnologies (Санкт-Петербург, 2019), 23) International conference “Mechanisms and Non-linear Problems of Nucleation and Growth of Crystals and Thin Films (MGCTF’19, Санкт-Петербург, 2019), 24) Joint International Conference “Scanning probe microscopy and Russia-China Workshop on Dielectric and Ferroelectric Materials” (SPM-2019-RCWDFM, Екатеринбург, 2019), 25) 13th International Conference “Functional Materials and Nanotechnologies” (FM&NT-2020, Вильнюс) 26) X Международной конференции по фотонике и информационной оптике (Москва, 2021).
Публикации и личный вклад автора. Основные результаты опубликованы в 45 печатных работах, в том числе в 10 статьях в рецензируемых научных изданиях, входящих в международные базы цитирования Scopus и Web of Science, и в 35 тезисах международных и Всероссийских конференций. Диссертационная работа выполнена с использованием оборудования Уральского центра коллективного пользования «Современные нанотехнологии» ИЕНиМ УрФУ в рамках исследований, проводимых при частичной поддержке РНФ (гранты №14¬12-00826, 2014-2016 гг.; №14-12-00826, 2017-2018 гг.; №19-12-00210, 2019-2021 гг.), РФФИ (грант №18-29-20077, 2018-2020 гг.), а также стипендий Губернатора Свердловской области (2017/18 и 2018/2019 уч.г.), Президента Российской Федерации и Правительства Российской Федерации (приказ №1127 от 11.12.2018, приказ №1193 от 19.12.2018).
Основные результаты были получены лично автором или при его активном участии. Выбор направления исследований, обсуждение результатов и формулировка задач проводились с научным руководителем д.ф.-м.н., профессором В.Я. Шуром. Анализ и обработка результатов проводились лично автором. Исследования ДС проводились совместно с к.ф.-м.н., с.н.с. А.Р. Ахматхановым. Визуализация ДС методами оптической микроскопии проводилась лично автором, методом СЭМ - совместно с к.ф.-м.н., с.н.с. Д.С. Чезгановым, методом СМПО - совместно с к.ф.-м.н., н.с А.П. Турыгиным, методом МГВГ - совместно с к.ф.-м.н., с.н.с. Д.О. Аликиным, методом КМКР - совместно с к.ф.- м. н., с.н.с. П.С. Зеленовским, моделирование производилось совместно с к.ф.-м.н., н. с. М.С. Кособоковым и к.ф.-м.н., с.н.с. А.И. Лобовым.
Благодарности. Выражаю благодарность за помощь и поддержку во время работы над диссертацией моему научному руководителю, профессору Шуру Владимиру Яковлевичу, коллегам и друзьям Ахматханову А. Р., Ушакову А. Д., Батурину И. С., Есину А. А. Грешнякову Е. Д. Аликину Д. О., Турыгину А. П.
Хочу поблагодарить Шур А. Г., Пелегову Е. В., Майорову Я. А. и Пряхину В. И. за помощь в подготовке документов и решении различных административных вопросов.
Огромную благодарность хочу выразить моим родителям, Наталье Владимировне и Владимиру Викторовичу за их поддержку и веру в меня.
Спасибо Уральскому федеральному университету и Институту естественных наук и математики за предоставленную возможность не только получать знания, но и применять их на практике.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка условных обозначений и сокращений, списка использованных источников и списка публикаций по теме диссертации. Общий объем работы составляет 115 страниц, включая 65 рисунков, 8 таблиц, список использованных источников из 117 наименований.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

Проведенные систематические исследования переключения поляризации и кинетики доменной структуры в монокристаллах семейства танталата лития и ниобата лития, формирования квазирегулярных и дендритных доменных структур позволили сделать следующие основные выводы:
1. В NCLT и MgOSLT выявлена определяющая роль в процессе переключения макроскопических доменных стенок, движущихся от края электрода за счет слияния с изолированными доменами. В MgOSLT слияние шестиугольных доменов большой площади приводит к скачкообразному ускорению переключения.
2. Показано, что в LT сильное легирование MgO приводит к значительному уменьшению коэрцитивного поля, плавному движению доменных стенок и увеличению скорости переключения за счет образования остаточных доменов при циклическом переключении.
3. Впервые обнаруженное формирование квазирегулярных полосовых доменов субмикронной ширины в MgOSLT при переключении с металлическими электродами (Cr) отнесено за счет образования при нанесении электрода поверхностного слоя с повышенной концентрацией кислородных вакансий. Определяющая роль поверхностного слоя проявляется при формировании заряженной доменной стенки в NCLT, покрытом слоем фоторезиста.
4. Впервые обнаружено и изучено формирование дендритных доменов при переключении поляризации при повышенных температурах в CLN и CLT с искусственным диэлектрическим слоем. Подробные исследования в CLN позволили выделить три типа форм дендритных доменов и изучить особенности их формирования. In situвизуализацией подтверждено, что дендритных доменов растут при приложении поля за счет ветвления.
5. Формирование дендритных доменов объяснено в рамках кинетического подхода, как результат движения доменных стенок при неэффективном экранировании. Возникающее остаточное деполяризующее поле зависит от формы доменов и неоднородно замедляет движение доменных стенок. Компьютерным моделированием объяснено образование волнистых стенок и квазирегулярных доменных пальцев.
6. Увеличение локального поля с глубиной приводит к расширению ветвей дендритов, вызывающему образование дендритной ДС в приповерхностном слое толщиной в несколько микрометров и рост единого домена в глубине.
7. Выявленные особенности кинетики ДС позволили оптимизировать технологию создания РДС в МцОВЕТ и МдОСЬТ для изменения длины волны методом генерации второй гармоники с использованием эффекта фазового квазисинхронизма. При непрерывной генерации без резонатора получена выходная мощность 15 Вт.
Перспективы дальнейшей разработки темы:
Полученные в ходе выполнения работы результаты будут использованы для дальнейшего развития методов доменной инженерии для изготовления преобразователей длины волны лазерного излучения в кристаллах ЬТ и ЬЫ, легированных МдО, с РДС. Будут проведены дальнейшие исследования формирования дендритных доменов после сквозного прорастания и в кристаллах ЬТ. Будут изучены особенности формирования самоорганизованных и дендритных структур в тонких монокристаллических пленках ЬЫ на изолирующей подложке, полученных методом ионного скола.

Литература

1. Interactions between light waves in a nonlinear dielectric / J.A. Armstrong [et al.] // Physical Review. - 1962. - Vol. 127. - № 6. - P. 1918-1939.
2. Hum D.S. Quasi-phasematching / D.S. Hum, M.M. Fejer // Comptes Rendus Physique. - 2007. - Vol. 8. - № 2. - P. 180-198.
3. Tailored domain patterns in piezoelectric crystals / R.E. Newnham [et al.] // Physica Status Solidi (a). - 1975. - Vol. 32. - № 1. - P. 69-78.
4. Domain wall nanoelectronics / G. Catalan [et al.] // Reviews of Modern Physics. - 2012. - Vol. 84. - № 1. - P. 119-156.
5. Toward Ferroelectric Control of Monolayer MoS2 / A. Nguyen [et al.] // Nano Letters. - 2015. - Vol. 15. - № 5. - P. 3364-3369.
6. Quasi-phase-matched second harmonic generation: tuning and tolerances / M.M. Fejer [et al.] // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1992. - Vol. 28. - № 11. - P. 2631-2654.
7. Shur V.Ya. Domain Nanotechnology in Lithium Niobate and Lithium Tantalate Crystals / V.Ya. Shur // Ferroelectrics. - 2010. - Vol. 399. - № 762905488. - P. 97-106.
8. Shur V.Ya. Kinetics of ferroelectric domains: Application of general approach to LiNbO3 and LiTaO3 / V.Ya. Shur // Journal of Materials Science. - 2006. - Vol. 41.
- № 1. - P. 199-210.
9. Shur V.Ya. Micro- and nano-domain engineering in lithium niobate / V.Ya. Shur, A.R. Akhmatkhanov, I.S. Baturin // Applied Physics Reviews. - 2015. - Vol. 2. - № 4. - P. 1-22.
10. Tian L. Domain reversal in stoichiometric LiTaO3 prepared by vapor transport equilibration / L. Tian, V. Gopalan, L. Galambos // Applied Physics Letters. - 2004.
- Vol. 85. - № 19. - P. 4445.
11. Domain Shape in Congruent and Stoichiometric Lithium Tantalate / V.Ya. Shur [et al.] // Ferroelectrics. - 2002. - Vol. 269. - № 1. - P. 195-200.
12. Optical properties and ferroelectric engineering of vapor-transport-equilibrated, near-stoichiometric lithium tantalate for frequency conversion / D.S. Hum [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2007. - Vol. 101. - № 9. - P. 093108.
13. Gopalan V. In situ video observation of 180 ° domain switching in LiTaO3 by electro-optic imaging microscopy / V. Gopalan, T.E. Mitchell // Journal of Applied Physics. - 1999. - Vol. 85. - № 4. - P. 2304-2311.
14. Light-mediated ferroelectric domain engineering and micro-structuring of lithium niobate crystals / C.Y.J. Ying [et al.] // Laser & Photonics Reviews. - 2012. - Vol. 6.
- № 4. - P. 526-548.
15. Ordered nano-scale domains in lithium niobate single crystals via phase-mask assisted all-optical poling / I.T. Wellington [et al.] // Applied Surface Science. - 2007. - Vol. 253. - № 9. - P. 4215-4219.
16. Merz W.J. Switching time in ferroelectric BaTiO3 and its dependence on crystal thickness / W.J. Merz // Journal of Applied Physics. - 1956. - Vol. 27. - № 1954. - P. 938-943.
17. Volk T. Lithium Niobate : Springer Series in Materials Science. Vol. 115 / T. Volk, M. Wohlecke. - Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2009. - 250 p.
18. Lambeck P. V. Ferroelectric domain stabilization in BaTiO3 by bulk ordering of defects / P. V. Lambeck, G.H. Jonker // Ferroelectrics. - 1978. - Vol. 22. - № 1. - P. 729-731.
19. Lambeck P.V. The nature of domain stabilization in ferroelectric perovskites. Vol. 47 / P.V. Lambeck, G.H. Jonker. - 1986.
20. Domain reversal and nonstoichiometry in lithium tantalate / S. Kim [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2001. - Vol. 90. - № 6. - P. 2949.
21. Polarization fatigue in ferroelectric films: Basic experimental findings, phenomenological scenarios, and microscopic features / A.K. Tagantsev [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2001. - Vol. 90. - № 3. - P. 1387.
22. Shur V.Ya. Fatigue effect in ferroelectric crystals: Growth of the frozen domains / V.Ya. Shur, A. R. Akhmatkhanov, I.S. Baturin // Journal of Applied Physics. - 2012.
- Vol. 111. - № 12. - P. 124111.
23. Arlt G. Internal bias in ferroelectric ceramics: Origin and time dependence / G. Arlt,
H. Neumann // Ferroelectrics. - 1988. - Vol. 87. - № 1. - P. 109-120.
24. Lohkamper R. Internal bias in acceptor-doped BaTiO3 ceramics: Numerical evaluation of increase and decrease / R. Lohkamper, H. Neumann, G. Arlt // Journal of Applied Physics. - 1990. - Vol. 68. - № 8. - P. 4220.
25. Лайнс М. Сегнетоэлектрики и родственные им материаллы / М. Лайнс, А. Гласс. - Москва: Мир, 1981. - C. 735.
26. Shur V.Ya. Nano- and micro-domain engineering in normal and relaxor ferroelectrics / V.Ya. Shur // Handbook of Advanced Dielectric, Piezoelectric and Ferroelectric Materials. - Elsevier, 2008. - P. 622-669.
27. Shur V.Ya. Domain shapes in bulk uniaxial ferroelectrics / V.Ya. Shur, E. V. Pelegova, M.S. Kosobokov // Ferroelectrics. - 2020. - Vol. 569. - № 1. - P. 251-265.
28. Forward growth of ferroelectric domains with charged domain walls. Local switching on non-polar cuts / V.Ya. Shur [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2021. - Vol. 129. - № 4.
29. Shapes of isolated domains and field induced evolution of regular and random 2D domain structures in LiNbO3 and LiTaO3/ A. Chernykh [et al.] // Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology. - 2005. - Vol. 120. - № 1-3. - P. 109-113.
30. Shape evolution of isolated micro-domains in lithium niobate / V.Ya. Shur [et al.] // Ferroelectrics. - 2007. - Vol. 360. - № 1 PART 2. - P. 111-119.
31. Abnormal Domain Growth in Lithium Niobate with Surface Layer Modified by Proton Exchange / M.A. Dolbilov [et al.] // Ferroelectrics. - 2010. - Vol. 398. - № 1. - P. 108-114.
32. Formation of Nanodomain Structure in Front of the Moving Domain Wall in Lithium Niobate Single Crystal Modified by Proton Exchange / M. a. Dolbilov [et al.] // Ferroelectrics. - 2013. - Vol. 442. - № 1. - P. 82-91.
33. Formation of self-organized domain structures with charged domain walls in lithium niobate with surface layer modified by proton exchange / V.Ya. Shur [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2017. - Vol. 121. - № 10. - P. 104101.
34. Esin A.A. Tilt control of the charged domain walls in lithium niobate / A.A. Esin, A.R. Akhmatkhanov, V.Ya. Shur // Applied Physics Letters. - 2019. - Vol. 114. - № 9.
35. Abe R. Theoretical treatment of the movement of 180 ° domain in BaTiO3 single crystal / R. Abe // Journal of the Physical Society of Japan. - 1959. - Vol. 14. - № 5.
- P. 633-642.
36. Hayashi M. Kinetics of domain wall motion in ferroelectric switching. I. general formulation / M. Hayashi // Journal of the Physical Society of Japan. - 1972. - Vol. 33. - № 3. - P. 616-628.
37. Investigation of Jerky Domain Wall Motion in Lithium Niobate / I.S. Baturin [et al.] // Ferroelectrics. - 2008. - Vol. 374. - № 1. - P. 136-143.
38. Formation of self-organized nanodomain patterns during spontaneous backswitching in lithium niobate / V.Ya. Shur [et al.] // Ferroelectrics. - 2001. - Vol. 253. - № 1-4. - P. 105-114.
39. Backswitch poling in lithium niobate for high-fidelity domain patterning and efficient blue light generation / R.G. Batchko [et al.] // Applied Physics Letters. -
1999. - Vol. 75. - № 12. - P. 1673-1675.
40. Miller R.C. Mechanism for the Sidewise Motion of 180° Domain Walls in Barium Titanate / R.C. Miller, G. Weinreich // Physical Review. - 1960. - Vol. 117. - № 6.
- P. 1460-1466.
41. Shur V.Ya. Fast Polarization Reversal Process : Evolution of Ferroelectric Domain Structure in Thin Films / V.Ya. Shur // Ferroelectric thin film: synthesis and basic properties / ed. G.W.T.C.P. de A. James F. Scott. - Gordon and Breach Science Publ., 1996. - P. 153-192.
42. Tagantsev A.K. Domains in Ferroic Crystals and Thin Films / A.K. Tagantsev, L.E. Cross, J. Fousek. - New York, NY: Springer New York, 2010.
43. Gopalan V. Defect-Domain Wall Interactions in Trigonal Ferroelectrics / V. Gopalan, V. Dierolf, D. a. Scrymgeour // Annual Review of Materials Research. - 2007. - Vol. 37. - № 1. - P. 449-489.
44. Shape of ferroelectric domains in LiNbO3 and LiTaO3 from defect/domain-wall interactions / D. Lee [et al.] // Applied Physics Letters. - 2011. - Vol. 98. - № 9. - P. 1-4.
45. Domain wall kinetics of lithium niobate single crystals near the hexagonal corner / J.W. Choi [et al.] // Applied Physics Letters. - 2015. - Vol. 106. - № 10.
46. Polarization Reversal in Crystals of Congruent Lithium Tantalate at Elevated Temperatures / D.S. Chezganov [et al.] // Ferroelectrics. - 2012. - Vol. 439. - № 1.
- P. 40-46.
47. Formation of dendrite domain structures in stoichiometric lithium niobate at elevated temperatures / V.Ya. Shur [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2012. - Vol. 112. - № 10.
48. Esin A.A. Superfast domain wall motion in lithium niobate single crystals. Analogy with crystal growth / A.A. Esin, A.R. Akhmatkhanov, V.Ya. Shur // Applied Physics Letters. - 2019. - Vol. 114. - № 19.
49. Formation of self-organized domain structures with charged domain walls in lithium niobate with surface layer modified by proton exchange / V.Ya. Shur [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2017. - Vol. 121. - P. 104101.
50. Shur V.Ya. Domain shape instabilities and dendrite domain growth in uniaxial ferroelectrics / V.Ya. Shur, A.R. Akhmatkhanov // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. - 2017. - Vol. 376. - № 2113. - P. 20170204.
51. In situ investigation of formation of self-assembled nanodomain structure in lithium niobate after pulse laser irradiation / V.Ya. Shur [et al.] // Applied Physics Letters.
- 2011. - Vol. 99. - № 8.
52. Formation of snowflake domains during fast cooling of lithium tantalate crystals / V.Ya. Shur [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2016. - Vol. 119. - № 14.
53. Self-assembled shape evolution of the domain wall and formation of nanodomain wall traces induced by multiple IR laser pulse irradiation in lithium niobate / V.Ya. Shur [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2020. - Vol. 127. - № 9. - P. 094103.
54. Soergel E. Visualization of ferroelectric domains in bulk single crystals / E. Soergel // Applied Physics B. - 2005. - Vol. 81. - № 6. - P. 729-751.
55. Shur V.Ya. Micro- and nanodomain imaging in uniaxial ferroelectrics: Joint application of optical, confocal Raman, and piezoelectric force microscopy / V.Ya. Shur, P.S. Zelenovskiy // Journal of Applied Physics. - 2014. - Vol. 116. - № 6.
56. Potnis P.R. A review of domain modelling and domain imaging techniques in ferroelectric crystals / P.R. Potnis, N.T. Tsou, J.E. Huber // Materials. - 2010. - Vol. 4. - № 2. - P. 417-447.
57. Visualization of nanodomain structures in lithium niobate and lithium tantalate crystals by scanning electron microscopy / D.K. Kuznetsov [et al.] // Ferroelectrics. - 2016. - Vol. 503. - № 1. - P. 60-67.
58. Rearrangement of ferroelectric domain structure induced by chemical etching / V.Ya. Shur [et al.] // Applied Physics Letters. - 2005. - Vol. 87. - № 2. - P. 22-24.
59. Tip-induced domain growth on the non-polar cuts of lithium niobate single-crystals / D.O. Alikin [et al.] // Applied Physics Letters. - 2015. - Vol. 106. - № 18. - P. 4¬8.
60. Intermittency, quasiperiodicity and chaos in probe-induced ferroelectric domain switching / A. V. Ievlev [et al.] // Nature Physics. - 2013. - Vol. 10. - № 1. - P. 59-66.
61. Temperature effect on the stability of the polarized state created by local electric fields in strontium barium niobate single crystals / V.Ya. Shur [et al.] // Scientific Reports. - 2017. - Vol. 7. - № 1. - P. 1-7.
62. Raman visualization of micro- and nanoscale domain structures in lithium niobate / P.S. Zelenovskiy [et al.] // Applied Physics A: Materials Science and Processing. - 2010. - Vol. 99. - № 4. - P. 741-744.
63. Kurimura S. Application of the second harmonic generation microscope to nondestructive observation of periodically poled ferroelectric domains in quasi-phase-matched wavelength converters / S. Kurimura, Y. Uesu // Journal of Applied Physics. - 1997. - Vol. 81. - № 1. - P. 369-375.
64. Investigation of the nanodomain structure formation by piezoelectric force microscopy and Raman confocal microscopy in LiNbO3 and LiTaO3 crystals / V.Ya. Shur [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2011. - Vol. 110. - № 5. - P. 052013.
65. Superfast domain walls in KTP single crystals / V.Ya. Shur [et al.] // Applied Physics Letters. - 2017. - Vol. 111. - № 15. - P. 152907.
66. Иона Ф. Сегнетоэлектрические кристаллы / Ф. Иона, Д. Ширане. - Москва: Мир, 1965. - 555 р.
67. Domain reversion process in near-stoichiometric LiNbO3 crystals / Y.L. Chen [et al.] // Optics Communications. - 2001. - Vol. 188. - № 5-6. - P. 359-364.
68. Crystal growth and low coercive field 180° domain switching characteristics of stoichiometric LiTaO3 / K. Kitamura [et al.] // Applied Physics Letters. - 1998. - Vol. 73. - № 21. - P. 3073.
69. The role of nonstoichiometry in 180° domain switching of LiNbO3 crystals / V. Gopalan [et al.] // Applied Physics Letters. - 1998. - Vol. 72. - № 16. - P. 1981.
70. Solid-solution range of LiNbO3/ L.O. Svaasand [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 1974. - Vol. 22. - № 3. - P. 230-232.
71. Photorefraction in LiNbO3 as a function of [Li]/[Nb] and MgO concentrations / Y. Furukawa [et al.] // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 77. - № 16. - P. 2494.
72. Polarization reversal in congruent and stoichiometric lithium tantalate / V.Ya. Shur [et al.] // Applied Physics Letters. - 2001. - Vol. 79. - № 19. - P. 3146.
73. Domain Kinetics in Congruent and Stoichiometric Lithium Niobate / V.Ya. Shur [et al.] // Ferroelectrics. - 2010. - Vol. 269. - № 1. - P. 189-194.
74. Polarization reversal and jump-like domain wall motion in stoichiometric LiTaO3 produced by vapor transport equilibration / V.Ya. Shur [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2012. - Vol. 111. - № 1. - P. 014101.
75. Hashimoto S. Study on D - E Hysteresis Loop of TGS Based on the Avrami-Type Model / S. Hashimoto, H. Orihara, Y. Ishibashi // Journal of the Physical Society of Japan. - 1994. - Vol. 63. - № 4. - P. 1601-1610.
76. Orihara H. A Theory of D-E Hysteresis Loop Based on the Avrami Model / H. Orihara, S. Hashimoto, Y. Ishibashi // Journal of the Physical Society of Japan. - 1994. - Vol. 63. - № 3. - P. 1031-1035.
77. Ishizuki H. Study on the field-poling dynamics in Mg-doped LiNbO3 and LiTaO3 / H. Ishizuki, T. Taira // Nonlinear Optics: Materials, Fundamentals and Applications
. - Washington, D.C.: OSA, 2007. - P. WE35.
78. Ultraviolet laser induced domain inversion on chromium coated lithium niobate crystals / A. Boes [et al.] // Optical Materials Express. - 2014. - Vol. 4. - № 2. - P. 241-254.
79. Shur V.Ya. Domain Nanotechnology in Ferroelectrics: Nano-Domain Engineering in Lithium Niobate Crystals / V.Ya. Shur // Ferroelectrics. - 2008. - Vol. 373. - № 1. - P. 1-10.
80. Shur V.Ya. Domain nanotechnology in lithium niobate and lithium tantalate crystals / V.Ya. Shur // Ferroelectrics. - 2010. - Vol. 399. - № 1. - P. 97-106.
81. Shur V.Ya. Correlated Nucleation and Self-Organized Kinetics of Ferroelectric Domains / V.Ya. Shur // Nucleation Theory and Applications / ed. J.W.P. Schmelzer.
- Weinheim, FRG: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005. - P. 178-214.
82. Shur V.Ya. Kinetics of polarization reversal in normal and relaxor ferroelectrics: Relaxation effects / V.Ya. Shur // Phase Transitions. - 1998. - Vol. 65. - № 1-4. - P. 49-72.
83. Self-organization in LiNbO3 and LiTaO3: Formation of micro- and nano-scale domain patterns / V.Ya. Shur [et al.] // Ferroelectrics. - 2004. - Vol. 304. - P. 111-116.
84. Growth and characterization of MgO doped near stoichiometric LiNbO3 crystals as a new nonlinear optical material / K. Niwa [et al.] // Journal of Crystal Growth. -
2000. - Vol. 208. - № 1. - P. 493-500.
85. Growth and concentration dependencies of rare-earth doped lithium niobate single crystals / M.N. Palatnikov [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 2006. - Vol. 291.
- № 2. - P. 390-397.
86. Influence of Surface Layers Modified by Proton Exchange on Domain Kinetics of Lithium Niobate / M.A. Dolbilov [et al.] // Ferroelectrics. - 2008. - Vol. 374. - № 1. - P. 14-19.
87. Formation of nano-scale domain structures in lithium niobate using high-intensity laser irradiation / D.K. Kuznetsov [et al.] // Ferroelectrics. - 2008. - Vol. 373. - № 1 PART 1. - P. 133-138.
88. Self-similar surface nanodomain structures induced by laser irradiation in lithium niobate / V.Ya. Shur [et al.] // Physics of the Solid State. - 2008. - Vol. 50. - № 4. - P. 717-723.
89. Study of Nanoscale Domain Structure Formation Using Raman Confocal Microscopy / V.Ya. Shur [et al.] // Ferroelectrics. - 2010. - Vol. 398. - № 1. - P. 91-97.
90. Byer R.L. Quasi-Phasematched Nonlinear Interactions and Devices / R.L. Byer // Journal of Nonlinear Optical Physics & Materials. - 1997. - Vol. 06. - № 04. - P. 549-592.
91. Continuous-wave quasi-phase-matched generation of 60 mW at 465 nm by single-pass frequency doubling of a laser diode in backswitch-poled lithium niobate / R.G. Batchko [et al.] // Optics Letters. - 1999. - Vol. 24. - № 18. - P. 1293.
92. Acoustic superlattice of LiNbO3 crystals and its applications to bulk-wave transducers for ultrasonic generation and detection up to 800 MHz / Y.Y. Zhu [et al.] // Applied Physics Letters. - 1988. - Vol. 53. - № 15. - P. 1381-1383.
93. Zhu Y. Fibonacci acoustic superlattices / Y.Y. Zhu, N. Ming, W. Jiang // Physical Review B. - 1989. - Vol. 40. - № 12.
94. Zhu Y.Y. Ultrasonic excitation and propagation in an acoustic superlattice / Y.Y. Zhu, N. Ben Ming // Journal of Applied Physics. - 1992. - Vol. 72. - № 3. - P. 904-914.
95. High-frequency resonance in acoustic superlattice of LiNbO3 crystals / Y.Y. Zhu [et al.] // Applied Physics Letters. - 1988. - Vol. 53. - № 23. - P. 2278-2280.
96. Miller R.C. Optical harmonic generation in single crystal BaTiO3 / R.C. Miller // Physical Review. - 1964. - Vol. 134. - № 5A.
97. Surface-emitted terahertz-wave generation by ridged periodically poled lithium niobate and enhancement by mixing of two terahertz waves / K. Suizu [et al.] // Optics Letters. - 2006. - Vol. 31. - № 7. - P. 957.
98. Surface-emitted terahertz-wave difference-frequency generation in periodically poled lithium niobate ridge-type waveguide / Y. Sasaki [et al.] // Japanese Journal of Applied Physics, Part 2: Letters. - 2006. - Vol. 45. - № 12-16.
99. Enhancement of second-harmonic generation in LiNbO3 crystals with periodic laminar ferroelectric domains / D. Feng [et al.] // Applied Physics Letters. - 1980. - Vol. 37. - № 7. - P. 607-609.
100. Ming N. Ben. The growth striations and ferroelectric domain structures in Czochralski-grown LiNbO3 single crystals / N. Ben Ming, J.F. Hong, D. Feng // Journal of Materials Science. - 1982. - Vol. 17. - № 6. - P. 1663-1670.
101. Matthias B.T. Ferroelectricity in the Ilmenite Structure / B.T. Matthias, J.P. Remeika // Physical Review. - 1949. - Vol. 76. - № 12. - P. 1886-1887.
102. Static conductivity of charged domain walls in uniaxial ferroelectric semiconductors / E. a. Eliseev [et al.] // Physical Review B. - 2011. - Vol. 83. - № 23. - P. 235313.
103. Time-dependent conduction current in lithium niobate crystals with charged domain walls / V.Ya. Shur [et al.] // Applied Physics Letters. - 2013. - Vol. 103. - № 10.
104. Formation of nanoscale domain structures and abnormal switching kinetics in lithium niobate with surface layer modified by implantation of copper ions / E. V. Nikolaeva [et al.] // Ferroelectrics. - 2008. - Vol. 374. - № 1 PART 2. - P. 73-77.
105. Influence of adsorbed surface layer on domain growth in the field produced by conductive tip of scanning probe microscope in lithium niobate / V.Ya. Shur [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2011. - Vol. 110. - № 5. - P. 1-6.
106. Shur V.Ya. Analysis of the switching current data in uniaxial ferroelectrics / V.Ya. Shur, E.L. Rumyantsev, E. V. Shishkina // Ferroelectrics. - 2013. - Vol. 443. - № 1. - P. 105-115.
107. Ishibashi Y. Note on Ferroelectric Domain Switching / Y. Ishibashi, Y. Takagi // Journal of the Physical Society of Japan. - 1971. - Vol. 31. - № 2. - P. 506-510.
108. Domain Kinetics in Lithium Niobate Single Crystals with Photoresist Dielectric Layer / A.R. Akhmatkhanov [et al.] // Ferroelectrics. - 2012. - Vol. 439. - № 1. - P. 3-12.
109. Shur V. Kinetics of phase transformations in real finite systems: Application to switching in ferroelectrics / V. Shur, E. Rumyantsev, S. Makarov // Journal of Applied Physics. - 1998. - Vol. 84. - № 1. - P. 445-451.
110. Complex study of bulk screening processes in single crystals of lithium niobate and lithium tantalate family / V.Ya. Shur [et al.] // Physics of the Solid State. - 2010. - Vol. 52. - № 10. - P. 2147-2153.
111. Gopalan V. Observation of internal field in LiTaO3 single crystals: Its origin and time-temperature dependence / V. Gopalan, M.C. Gupta // Applied Physics Letters.
- 1996. - Vol. 68. - № 7. - P. 888-890.
112. Shape of isolated domains in lithium tantalate single crystals at elevated temperatures / V.Ya. Shur [et al.] // Applied Physics Letters. - 2013. - Vol. 103. - № 24. - P. 242903.
113. Ishizuki H. Half-joule output optical-parametric oscillation by using 10-mm-thick periodically poled Mg-doped congruent LiNbO3 / H. Ishizuki, T. Taira // Optics Express. - 2012. - Vol. 20. - № 18. - P. 20002.
114. Formation and evolution of charged domain walls in congruent lithium niobate / V.Ya. Shur [et al.] // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 77. - № 22. - P. 3636-3638.
115. Libbrecht K.G. Physical Dynamics of Ice Crystal Growth / K.G. Libbrecht // Annual Review of Materials Research. - 2017. - Vol. 47. - № 1. - P. 271-295.
116. Morphology diagram of possible structures in diffusional growth / E. Brener [et al.] // Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. - 1998. - Vol. 249. - № 1¬4.- P. 73-81.
117. Brener E. Kinetic Phase Diagram and Scaling Relations for Stationary Diffusional Growth / E. Brener, H. Muller-Krumbhaar, D. Temkin // Europhysics Letters (EPL).-1992. - Vol. 17. - № 6. - P. 535-540.