铁电体用于大量现代电子设备，从电容器、医疗和工业超声波发射器到非易失性随机存取存储器，由于其增加的抗辐射性，这对于航天器特别重要。在一项新的研究中，南方联邦大学物理研究所的科学家 Mikhail Talanov 发现，传统上与​成分无序相关的铁电体的许多特性可以在有序系统中观察到，这扩大了创造新材料的可能性。

与温度相关的介电特性

具有自发电极化的材料，其方向由外部电场“切换”，称为铁电体。高度无序的系统铁电弛豫在铁电材料的物理学中发挥着特殊作用，它具有破纪录的特性，并且在微定位设备中具有相当大的兴趣。

“作为寻找具有增强功能特性的新型铁电材料的一部分，我来自俄罗斯技术大学 - MIREA 和俄罗斯科学院拜科夫冶金与材料科学研究所的同事，在一项基于陶瓷样品的实验研究中Ba(Ti,Zr)O 3系统，发现了惊人的特性。它包括这样一个事实，即化学成分不同的单个样品的特征在于铁电转变的涂抹参数值很高，与弛豫铁电体的已知值相当。

然而，没有发现介电特性的弛豫行为的其他迹象。这使得有可能表明强烈拖尾的原因可能与另一种与铁电弛豫的成分紊乱特征无关的机制有关，“物理和数学科学博士，物理和数学科学博士，研究所首席研究员米哈伊尔塔拉诺夫说。南方联邦大学物理学。

为了验证他们的假设，科学家们对样品的晶体结构进行了详细研究，并进行了额外的实验。使用群论方法，Mikhail Talanov 分析了实验数据，并表明在具有非常特殊晶体结构的样品中观察到强烈的相变拖尾，这是由于两种阳离子的位移之间的竞争而形成的。群论对于精确分离与铁电特性相关的结构扭曲和原子位移分量是必要的，因此也与相变的拖尾相关。

散射铁电相变

“当样品的化学成分发生变化时，某种类型的变化开始在其结构中占主导地位，并且模糊性减弱。也就是说，我们发现了一种新的几何性质的铁电跃迁模糊结构机制，这不是由成分无序（如铁电弛豫）引起的，而是由原子位移的特殊内部平衡引起的，导致它们的竞争，”米哈伊尔·塔拉诺夫说。

这一结果扩大了创造新铁电材料的可能性，因为由于原子位移的特定平衡，可以在有序结构中实现一些对实际应用很重要的特性（扩大铁电跃迁），这些特性是无序系统的特征。从实践的角度来看，发现的机制可以成为提高铁电材料性能温度稳定性的便捷工具。

Mikhail Talanov - 物理和数学科学博士，南方联邦大学物理研究所首席研究员

这项工作的结果发表在科学杂志Acta Materialia上。该研究的理论部分是作为成功完成的 RSF 项目的一部分进行的，并且也反映在高级期刊的一些文章中：材料化学、材料研究公报以及Elsevier出版的集体专着中的一个章节.

“对我来说，重要的是这项工作是我在博士论文中提出的想法的发展——与功能材料设计方向相关的想法。今年，我在这一领域的研究得到了俄罗斯总统奖学金的支持，以及一个新的 RSF 项目“多亚晶格晶体中的旋转畸变：具有受控物理特性的功能材料的设计”，Mikhail Talanov 分享道。