Corrélation entre le bruit anormal et l'évolution de la structure en domaine des ferroélectriques

Abstract
We have devised a new noise measuring device to perform, by means of noise method, automatic measurement of the impedance modulus |z| and the polarization fluctuation density P2 at 1 kHz on ferroelectric capacitors out of equilibrium. We studied TGS and BaTiO3 single crystals grown by the Remeika and Czochralsky method. Let us compare the direct noise measured values of | z | and P2 to the calculated ones from the classical impedance bridge results. On TGS samples the noise measured and the bridge calculated values of | z | and P2 are always in good agreement. On BaTiO3 single crystals we equally found that both impedance modulus measuring technics gives the same results, but the noise measured value of P2 can be, in some case, larger than the calculated one according to the fluctuation dissipation theorem. Some anomal noise appears on this kind of samples but only if they are out of the thermal equilibrium in the close vicinity of their Curie temperature. Thanks to a coloured movie we have shown that there is a strong correlation beetween the anomal noise level and the domain structure change rate. So we conclude that the anomal noise is related to the pyroelectric current fine structure.

Résumé
Dans un premier temps nous avons réalisé un appareil qui, par des mesures du bruit électrique existant aux bornes des condensateurs à diélectrique ferroélectrique hors d'équilibre, permet de déterminer les valeurs intrinsèques du module de leur impédance z et de la densité spectrale à 1 kHz des fluctuations de leur polarisation P. Nous avons entrepris ensuite des mesures systématiques sur des échantillons de sulfate de glycocolle et de titanate de baryum obtenus par les méthodes de croissance de Remeika et Czochralsky. Nous nous sommes attachés à comparer les valeurs intrinsèques obtenues par la mesure par le bruit de P2 et |z| à celles que l'on peut calculer à partir des résultats de mesure au pont classique d'impédance. Pour les échantillons de sulfate de glycocolle (TGS) nous avons toujours constaté la concordance des résultats obtenus par les deux méthodes de mesure. Par contre pour les échantillons de titanate de baryum, si les deux techniques de mesure fournissent toujours des valeurs identiques pour le module de l'impédance, la mesure directe des fluctuations de la polarisation conduit à des valeurs plus grandes que celles calculées à partir des pertes évaluées au pont en appliquant le théorème fluctuation-dissipation. Nous voyons donc apparaître du bruit anormal sur ce type de diélectrique mais uniquement si il est en déséquilibre thermique à une température voisine de celle de sa transition. Grâce à un film en couleur nous avons pu montrer que, quelle que soit la valeur de la température de l'échantillon, il existait une corrélation étroite entre le taux de variation de la structure en domaine et le niveau du bruit anormal. Ce dernier est donc dû à la structure fine du courant pyroélectrique.