横场-伊辛模型中BaTiO3的铁电行为

采用横场-伊辛模型描述了BaTiO₃中量子效应对铁电行为可能的贡献.计算显示量子效应可以明显地减少铁电体的自发极化.模型给出的理论结果与BaTiO₃的介电及极化实验结果符合较好.关键词：铁电性量子效应3')\" href=\"#\">BaTiO₃     

YMnO_3薄膜的铁电行为及其纳米尺度铁电畴的研究

六方YMnO_3是一种特殊的多铁性材料,因其具有介电常数低、单一极化轴、无挥发性元素等特点,在磁电领域具有独特的优势,但目前关于YMnO_3薄膜的铁电性特别是畴结构的研究相对较少.本文采用溶胶-凝胶法在Si(100)基片上制备了多铁性YMnO_3薄膜,利用掠入射X-射线衍射、原子力显微镜对薄膜的结构及表面形貌进行了分析,用压力显微镜(PFM)技术研究了纳米尺度畴结构及微区电滞行为,并通过I-V,P-E曲线进一步研究了薄膜的漏电流和宏观电滞行为.结果表明,该薄膜为六方钙钛矿结构,YMnO_3晶粒大小均匀并且结晶性较好,薄膜表面粗糙度为7.209 nm.PFM图显示出清晰的电畴结构,结合典型的微区振幅蝴蝶曲线和相位电滞回线,证实该YMnO_3薄膜具有较好的铁电性.由于受内建电场的作用,振幅曲线和相位曲线都向正向偏移,表现出非对称特征.该薄膜的漏电流密度低于10~(-6)A·cm~(-2),因而其电滞回线基本能够达到饱和.     

用横场伊辛模型研究应力对铁电薄膜的热力学性质的影响

用横场伊辛模型研究了铁电薄膜的热力学性质.在体系的哈密顿量中引入一个两维的在平面内的应力,并假设应力从基底材料和薄膜材料之间的界面层到薄膜的表面层是呈指数形式衰减的.结果显示：压应力有利于极化,使居里温度向高温区移动,而张应力对极化和居里温度的影响正好相反.扩散长度对铁电薄膜的热力学性质有很大的影响.关键词：铁电薄膜应力横场伊辛模型     

四方相BaTiO3铁电性的第一性原理研究

在广义梯度近似下,利用超软赝势对立方相和四方相BaTiO3晶胞中Ti原子沿c轴位移时体系的能量、原子间电子云重叠布局数和各原子上的净电荷等进行了自洽计算.结果显示,当Ti原子沿c轴位移0.012nm时,四方相BaTiO3体系能量最低,其自发极化强度为0.261C/m2,该结果与实验数据相符合;同时表明,O原子的2p轨道和Ti原子的3d轨道的杂化是BaTiO3晶体出现铁电性的重要原因.     

BiFeO3晶体价键电子结构与铁电性质的关系

通过价键电子理论工具,计算得到了钙钛矿型单相多铁材料BiFcO₃\"赝立方\"顺电相和斜方铁电相价键电子结构,分析了价键电子结构变化时其铁电性的影响.计算结果表明,从顺电相到铁电相,BiFeO₃晶胞中各类化学键的键长和价键电子数变化各异,其中Bi-O键键长变短,价键电子数增多,共价性显著增强,对铁电相的稳定起到至关重要的作用;Fe-O键长呈现变大和变小两种结果,价键电子数都减小,共价性减弱.计算结果与第一性原理计算进行了比较.     

四方相BaTiO_3及BaTiO_3∶Ce的拉曼散射特性研究

本文报道了在室温下ＢａＴｉＯ３及ＢａＴｉＯ３：Ｃｅ的拉曼谱的特点，着重讨论了前向散射配置下两个１Ｉ（ＴＯ）模（位于２７５ｃｍ－１和５１６ｃｍ－１左右）出现在Ａ１（ＴＯ）谱中的原因。通过设计特别的前向散射实验得到了此配置下由于晶体出射面对入射光的反射造成的背向散射的强度。在ＢａＴｉＯ３的前向散射谱中扣除了背向散射信号后，两个宽峰基本减掉，而掺Ｃｅ后经同样扣除背向散射信号两宽峰却依然很强。这样便证明了它们在前向散射中的出现与杂质有关系。在ＢａＴｉＯ３扣除背向散射后的谱中，还首次观察到一个位于４９２ｃｍ－１的峰。掺Ｃｅ后晶体的吸收曲线有很大变化，本文还讨论了吸收对散射强度的影响。     

钛酸锶钡的铁电相变与晶胞体积的关联

考察了Ba_μSr_1-μTiO₃(BST)的T_C对晶格 参数γ的依赖关系.并对BST的依赖关系与BaTiO₃和SrTiO₃的相应依 赖关系进行了比较.得到了一个观点：BST的T_C的变化可归因于晶胞体积效应.还 从体积效应的观点对BST相变的弥散性和级进行了讨论.BST的晶胞体积效应可归因于BST中Ba 和Sr的离子化现象.关键词：铁电性钛酸锶钡晶胞体积效应     

光折变晶体Ce:BaTiO_3中的各向同性扇形散射

用一束ｅ偏振的激光入射到一块掺ＣｅＢａＴｉＯ３晶体上,在出射方向上观察到了相同偏振的散射光扇。测量了散射光强度、建立时间与入射光波长、入射角度、入射功率的依赖关系,以及散射光强的角分布。对实验现象进行了解释。使用一组经过简化的基于二波耦合理论的方程进行了计算。在所得结果中,散射光强的角分布与实验值定量地符合;透射光强与入射角度、波长的关系能够反映出其变化趋势。     

BiFeO3中各离子在铁电相变中作用本质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似方法和赝势平面波法,对多铁材料BiFeO3的铁电反铁磁相和可能的高温顺电相的电子结构进行了第一性原理研究.计算验证了BiFeO3基态为G型反铁磁有序,Fe离子的理论磁矩与实验值相符.铁电相变发生后,Bi-6s态和6p态发生了电荷转移,Bi-6s电子的作用更加明显.Born有效电荷的研究表明铁电畸变主要表现为Bi原子的位移,并且电极化强度计算值很好地符合薄膜实验结果.部分态密度的计算表明Bi-6p态的成键轨道与反键轨道间的能量劈裂大于其他电子态,使得Bi-6p态与O-2p态的共价作用选择性增强,这是铁电畸变的根本引发机理.Bi-6s电子因静电斥力而发生了极化,且没有参与Bi-6p轨道与O-2p轨道间的杂化,其电荷转移缘于其与O-2s,2p轨道发生了微弱的共价作用,并因此而强化了6s态电子的极化,这种共价作用更利于Bi-O间的相对位移,也是体系强电极化产生的原因.     

BiFeO3中各离子在铁电相变中作用本质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似方法和赝势平面波法,对多铁材料BiFeO₃的铁电反铁磁相和可能的高温顺电相的电子结构进行了第一性原理研究.计算验证了BiFeO₃基态为G型反铁磁有序,Fe离子的理论磁矩与实验值相符.铁电相变发生后,Bi-6s态和6p态发生了电荷转移,Bi-6s电子的作用更加明显.Born有效电荷的研究表明铁电畸变主要表现为Bi原子的位移,并且电极化强度计算值很好地符合薄膜实验结果.部分态密度的计算表明Bi-6p态的成键轨道与反键轨道间的能量劈裂关键词：第一性原理铁电性铁电畸变反铁磁性     

BaTiO3晶体自抽运相位共轭特性研究

研究了多种Rh:BaTiO3和Ce:BaTiO3晶体样品的受激背向光折变散射自抽运相位共轭特性和响应时间特性.结果表明,入射光与晶体a面或b面法线的夹角较大时,自抽运相位共轭光有更高的反射率、更快响应时间.利用前向二波耦合特性和相向二波耦合特性对实验现象给予合理的解释.实验结果表明,多数Ce:BaTiO3晶体比Rh:BaTiO3晶体的共轭光反射率高.     

纳米BaTiO3陶瓷的Raman光谱研究

高压能增加陶瓷烧结的致密驱动力和抑制陶瓷晶粒的长大。用高压辅助烧结的方法得到了晶粒尺寸约为60和30 nm的致密纳米BaTiO3陶瓷。BaTiO3陶瓷的晶体结构随温度的变化由变温Raman光谱来研究。在温度范围-190℃到200℃内,与粗晶的BaTiO3陶瓷相比,纳米BaTiO3陶瓷Raman散射结果表明,随着晶粒尺寸的减小,Raman峰的强度变弱,相变越来越弥散,出现了相变峰的消失;而且随着温度的升高,在纳米BaTiO3陶瓷甚至在30 nm BaTiO3陶瓷中都有与粗晶相同的从三方相到正交相到四方相到立方相的连续相变。变温Raman散射也表明,当晶粒大小减小到纳米尺寸时,纳米BaTiO3陶瓷表现出与粗晶不同的新颖性质。在一定的温度范围内,存在多种铁电相的共存。     

用交流法测量钛酸钡半导体电阻中极化子导电到能带导电的转变

采用交流法测量大功率商用钛酸钡（BT）陶瓷加热器的电阻和加热功率随温度的变化关系，结果显示，BT陶瓷的电导特性在80℃附近出现了明显的转变，从低温时的极化于跳跃导电转变为高温时的能带导电，此时，电阻出现极小值，而加热功率出现极大值．     

BaTiO3晶体中光束自陷的理论研究

对聚焦光束通过有一定外加电场ＢａＴｉＯ３晶体时的自陷现象进行了理论分析，发现在正切割晶体中观察空间孤子是不合适的，因仅利用了很微小的电光系数γ３３。对异型切割情况进行了讨论，给出了维持光束自陷的外加电场范围和实际观察的最佳角度。     

用示波器研究铁电材料的特性

本文介绍了一种用示波器研究铁电材料极化特性的实验方法，给出了定时讨论极化强度和电场强度的具体步骤，进而可测出矫顽力和剩余极化强度。     

Strong flux pinning enhancement in YBa2Cu3O7-x films by embedded BaZrO3 and BaTiO3 nanoparticles

YBa2Cu3O7-x (YBCO) films with embedded BaZrO3 and BaTiO3 nanoparticles were fabricated by metalorganic deposition using trifluoroacetates (TFA-MOD). Both X-ray diffraction and transmission electron microscopy revealed that these BaZrO3 and BaTiO3 nanoparticles had random orientations and were distributed stochastically in the YBCO matrix. The unique combined microstructure enhances the critical current density (Jc) of the BaZrO3/BaTiO3 doped-YBCO films, while keeping the critical transition temperature (Tc) close to that in the pure YBCO films. These results indicate that BaZrO3 and BaTiO3 nanoparticles provide strong flux pinning in YBCO films.     

反斯托克斯拉曼光谱在BaTiO_3铁电相变研究中的应用

从理论上讨论了一阶和二阶斯托克斯与反斯托克斯拉曼散射截面的温度依赖关系;在２９３Ｋ至４０１Ｋ的温度范围内,测量了ＢａＴｉＯ３单晶斯托克斯和反斯托克斯过程的偏振拉曼光谱;通过对ＢａＴｉＯ３单晶斯托克斯和反斯托克斯拉曼光谱的综合分析,证实在Ｘ（ＺＺ）Ｙ几何配置下测量到的位于２７５和５１４ｃｍ－１处的强峰为一阶拉曼光谱。此结果支持了ＢａＴｉＯ３铁电相变机制的有序—无序模型。     

铁电马氏体中的电致形状记忆效应

与温度驱动形状记忆的缓慢响应及磁场驱动形状记忆的巨大体积相比较，电场驱动形状记忆具有响应快和体积小的优点。但是，基于传统反压电效应的电场驱动形状记忆由于变形量较小而收到限制。本研究表明，通过运用基于点缺陷短程序对称性遵循的普适性原理的可逆畴翻转机制，可以在铁电马氏体中获得巨大的电致形状记忆效应；其产生的变形量理论上是反压电效应所产生变形量的几十倍。采用原位畴观察实验给出了可逆畴翻转的直接证据。并且，在铁电多晶陶瓷中也获得了这种大的电致形状记忆效应。这种效应在很宽的频率范围内都很稳定，在疲劳测试中也显示了很好的可靠性。运用这一新的电致形状效应有望制备出新一代非线性驱动器材料。     

Electrical and dynamic mechanical behavior of BaTiO3/VGCF/LDPE composite

The electrical and dynamic mechanical behavior of barium titanate (BaTiO₃)/vapor-grown carbon fiber (VGCF)/Low Density Polyethylene (LDPE) composites has been studied. The measurement of electrical conductivity exhibits a lower percolation threshold and a more distinct two-stage percolation region, especially with a wide plateau between the two stages, for BaTiO₃/VGCF/LDPE composites compared to the two-component system of VGCF/LDPE. This can be attributed to increase of the effective concentration of VGCF and the obstruction of BaTiO₃ particles on VGCF networks. The dynamic mechanical spectra of BaTiO₃/VGCF/LDPE composites present a distinctive α relaxation region with its peak value nearly remaining constant at its high temperature side in contrast to the abrupt decrease of LDPE. Moreover, the loss factor in the α relaxation region reaches its largest value for the composite of 8 vol% VGCF content. This means that the piezo-damping effect really functions in BaTiO₃/VGCF/LDPE composites and only in certain conditions can this effect have practical significance. Further examination of the damping behavior in a different relaxation region demonstrates that the piezo-damping effect is directly related to the relaxation behavior of the polymeric matrix. Also, the piezo-damping effect is highly temperature and frequency dependent. The dielectric measurements suggest that, before the formation of a certain critical conducting state, the energy dissipation approach of the piezo-damping effect may be mainly determined by the interfacial polarization effect in the composite. Thus, it may be inferred that the piezo-damping effect also contributes to the dramatic increase of the loss factor at the high temperature side of the α relaxation peak for the BaTiO₃/LDPE composite and functions practically even if there is no presence of VGCF.