Correlations between crystal structure and elastic properties of piezoelectric crystals
- Piezoelectric crystals play an important role in our day to day technologically advanced world. In this thesis the elastic properties of two distinct groups of piezoelectric crystals are presented: one a non ferroelectric piezoelectric crystal with a stable phase i.e. natural tourmaline; while the other is Czochralski grown pure and cerium doped relaxor ferroelectric calcium barium niobate \((Ca_{0.28}Ba_{0.72}Nb_{2}O_{6}: CBN-28)\) exhibiting a ferroelectric-paraelectric phase transition. To this end the non-destructive innovative method of resonant ultrasound spectroscopy (RUS) was employed. Temeprature dependence of the full sets of elastic, piezoelectric and dielectric constants of tourmalines have been determined. Some tourmalines showed an unexpected irreversible softening of resonance frequencies during first heating. An anomalous behaviour of elasticity with temperature was observed in pure and cerium doped CBN-28 and the initiation of Burns temperature was visible clearly.
- Piezoelektrische Kristalle spielen eine wichtige Rolle in unserer technologisierten Welt. In dieser Arbeit werden die elastischen Eigenschaften zweier Gruppen piezoelektrischer Kristalle präsentiert: Die erste Gruppe beinhaltet natürliche ferroelektrische, piezoelektische Turmalinkristalle. Die zweite Gruppe ist Czochralski gewachsenes reines und Cerium dottiertes relaxor ferroelectric calcium barium niobate \((Ca_{0.28}Ba_{0.72}Nb_{2}O_{6}: CBN-28)\), das einen ferroelektrisch-paraelektrischen Phasenübergang zeigt. Die innovative "Resonant ultrasound spectroscopy (RUS)" Methode wurde benutzt. Die Temperaturabhängigkeit der elastischen, piezoelektrischen und dielektrischen Konstanten von Turmalin wurden bestimmt. Einige Turmaline zeigten eine unerwartete, irreversible Erweichung der Resonanzfrequenzen während des ersten Aufheizens. Ein anomales temperaturabhängiges elastisches Verhalten wurde in reinem und Cerium dottierten CBN-28 beobachtet; das Einsetzten der Burns Temperatur beobachtet.
Author: | Chandra Shekhar PandeyORCiDGND |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:294-31488 |
Subtitle (English): | tourmalines and relaxor ferroelectrics of the type \(Ca_{\chi}Ba_{1-\chi}Nb_{2}O_{6}\) and \(Ce:Ca_{\chi}Ba_{1-\chi}Nb_{2}O_{6}\) |
Referee: | Jürgen SchreuerORCiDGND, Ladislav BohatýGND |
Document Type: | Doctoral Thesis |
Language: | English |
Date of Publication (online): | 2011/09/14 |
Date of first Publication: | 2011/09/14 |
Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Geowissenschaften |
Date of final exam: | 2010/12/17 |
Creating Corporation: | Fakultät für Geowissenschaften |
GND-Keyword: | Piezoelektrizität / Kristall; Turmalin; Elastizität; Temperaturabhängigkeit; Eigenfrequenz |
Institutes/Facilities: | Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Arbeitsgruppe Kristallographie |
Dewey Decimal Classification: | Naturwissenschaften und Mathematik / Geowissenschaften, Geologie |
faculties: | Fakultät für Geowissenschaften |
Licence (German): | Keine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht |