铁电体中偶极子的滞后对剩余极化的影响

铁电体的剩余极化强度随温度降低而下降的特性引起了人们对铁电体存储数据失效的担心.运用铁电体的唯象理论和偶极子对交变电场的响应,提出了在电滞回线测量中偶极子的滞后冷冻效应模型,对极化的低温退化现象做了合理解释:温度下降导致吉布斯自由能势垒增大,致使偶极子对交变电场的响应时间延长.引入响应的滞后因子发现,极化强度随温度降低会出现峰值,在低温下降直至为零,可用偶极子的滞后与冻结效应描述.详细研究结果表明:因材料组份变化导致热力学参量的变化是重要因素:铁电-顺电相变中软模系数的增大会导致剩余极化峰移向高温;铁电性的增强,温度极化系数的增大和耐压强度或饱和电场的增强均会抑制滞后效应,从而使低温滞后效应移向低温.运用导出的公式数值模拟Ba Ti O_3/Bi Sc O_3复合陶瓷剩余极化强度的实验结果发现,Bi Sc O3含量的增加,使居里温度略有减小,但导致了软模系数较大幅度的增加,其结果是使偶极子的滞后效应发生在较高的温度.软模系数与铁电体的极化特性、铁电性、介电性和力学性均密切相关.研究结论表明:在低温下铁电体的铁电性没有失效,偶极子的低温冻结效应更有利于铁电体长久地保存数据.     

基于静态电滞回线的铁电电容模型

根据铁电体的特征电滞回线和微观结构特点，将构成铁电体的晶胞等效为偶极子. 通过分析偶极子在电场作用下的极化反转机理，运用统计物理学基本原理建立了新的铁电电容模型. 该模型不仅适用于饱和极化的情况，对非饱和、电滞回线不对称以及输入电压中途转向等各种情况也都适用. 模型数学表达简洁，易于结合到实际的电路仿真软件中去，仿真结果与试验结果符合非常好. 关键词： 铁电电容 建模 电滞回线 偶极子     

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.     

铁电相变中极化与介电性的随机场效应

基于随机场Ising模型描述的有序无序相变中偶极子在电场作用下的反转运动, 研究了有序无序相变过程中电场与极化强度的关系. 认为tanh(x) 的函数关系与位移型二阶铁电相变极化强度随电场变化的实验结果完全相同. 由此得出基本结论: 偶极子的集体转向造成了极化强度的增大并等同于内电场的增加. 通过区分光学模和偶极子对介电隔离率的贡献, 考虑偶极子极化对介电常数复数形式的频率色散关系, 发现从高斯分布的居里温度可以导出二阶铁电相变过程中介电常数与温度和频率的色散关系. 关键词： 铁电相变 极化强度 随机场     

强电场作用下反铁电锆钛酸铅的介电行为研究

采用电滞回线方法和偏置直流电场中叠加小交变电场方法研究了锆钛酸铅反铁电陶瓷材料在强电场作用下的介电行为.测量结果显示，锆钛酸铅反铁电材料的介电常数随外加电场强度呈非线性变化，在反铁电 铁电转变的电场区间形成介电峰.表征极化强度随电场强度变化率的微分介电常数εd峰值出现在反铁电 铁电转换电场强度处，最高达到41000.随着偏置电场增加反铁电向铁电体转变过程中，小信号介电常数εc减小；在电场降低铁电回复成反铁电过程中，小信号介电常数εc增大，小信号介电常数εc峰先于微分介电常数εd峰出现.根据电场作用下反铁电 关键词： 锆钛酸铅反铁电陶瓷 介电行为 强电场条件     

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     

弛豫铁电体介电可调性的研究

无铅弛豫铁电体具有较好的介电可调性,在顺电相有较大的介电常数和极小的损耗,因较大的优值而被广泛地用于微波器件.根据现有的介电可调性理论,通过参量的适当修正,对介电可调性的表达式做了合理的探讨,结论适用于处理实验结果.比较发现,在电场作用下顺电相保持不变的近似得出的结论与实验结果差距较大,而转化为铁电相与实验结果完全吻合.考虑外加电场和自发极化对弹性吉布斯自由能的修正,导出了高电场对介电常数的修正关系,与实验结果相符.提出了介电可调度的概念与计算公式,能够定量表示掺杂对介电可调性的影响.     

铁电材料中电场对唯象系数和电卡强度的影响

由于电场强度能够影响铁电材料的极化强度和介电常数,因此唯象系数a0是电场强度的隐函数.在铁电相区域,唯象系数a0由铁电极化强度和介电常数倒数确定,是电场的非线性函数.在顺电相区域,唯象系数a0由介电常数倒数确定,也是电场的非线性函数.本文研究了铁电共聚物、铁电三聚物和钛酸锶钡钙陶瓷的唯象系数与电场的关系,发现唯象系数随电场的增加而增加,最大约1倍.电卡强度被用来表征电卡材料在电场作用下的电卡效应强弱,通过研究电卡强度可以发现高效率的电卡材料.本文通过热力学理论,得到了电卡强度的解析表达式,发现唯象系数、相变温度、极化强度、比热以及相变温度处的介电常数峰值,对电卡强度具有明显的影响.该表达式适用于一级相变材料、二级相变材料、以及弛豫型铁电体.     

1972年第1卷至1982年第11卷《物理》分类目录索引(续)

题 目 卷 年 页 电介质、快离子导体高压陶瓷变压器 2(1973)183压电陶瓷的高温极化 3(1974)268驻极体及其应用 5(1977)287反铁电陶瓷的研究和应用 7(197)163核磁共振在铁电相变研究中的应用 7(1978)217多晶β氧化铝固体电介质的电导及激活 能的测定 9(1980)1超离子导体 9(1980) 135铁电体低频电滞同线的测量 9(1980)207PLZT电光开关特性及其应用 9(1980)264铁电体介电常数和热电系数的测量 9(1980) 407电介质的热噪声 9(1980)486离子导体薄膜 9(1980)518氧离子导体离子迁移数的测量与温差电势10(1981)222快离子导体的核磁共振研究 10(1981…     

铁电极化子动力学理论

在铁电屏蔽理论的基础上发展铁电极化子动力学理论,用来解释铁电体的极化反转现象.理论结果与TGS单晶的实验结果符合得很好.由该理论还可进一步用来研究铁电发射的基本物理过程 关键词： 铁电极化子 极化反转 慢极化效应     

我国铁电薄膜物理学与集成铁电学若干重要问题的研究建议（提纲）

我国铁电薄膜物理学与集成铁电学若干重要问题的研究建议（提纲）１．学术背景铁电体为一类具有自发电极化，而且其极化矢量可以在外电场作用下反转的电介质，它们同时具有压电、热释电、电光、声光、光折变、非线性光学等效应及高介电系数。作为光电功能材料，铁电体早在...     

钛酸铋系中与铁电性能有关的缺陷及其弛豫研究的进展

本文概括的介绍了近年来我们利用内耗和介电的方法研究铋系铁电材料的一些结果.钛酸铋系铁电体作为一种无铅材料在铁电存储中有着重要的应用,通过对其内部与氧空位有关的力学和电学弛豫行为的测量,并进一步通过对氧空位弛豫及关联行为的研究,揭示了钛酸铋系铁电材料中掺杂、微结构以及铁电性能之间内在的联系.这些结果从微观的角度阐述了影响铁电体剩余极化与铁电疲劳的因素,对于指导并优化现有铁电体的铁电性能有着重要的意义.此外,还报道了对铁电畴、相变等的研究结果,表明力学与介电方法是研究铁电性能及澄清机理的有效手段.     

铁电薄膜物理学与集成铁电学专题研讨会在南京大学举行

铁电薄膜物理学与集成铁电学专题研讨会在南京大学举行铁电体是一类具有自发电极化且其极化矢量在外电场作用下反转的电介质，它具有压电、热释电、电光、声光、光折变、非线性光学效应和高介电系数等特性，早就引起材料科学及物理学界的重视。近年来，由于制膜技术和微电...     

钛酸铋系中与铁电性能有关的缺陷及其弛豫研究的进展

本文概括的介绍了近年来我们利用内耗和介电的方法研究铋系铁电材料的一些结果。钛酸铋系铁电体作为一种无铅材料在铁电存储中有着重要的应用，通过对其内部与氧空位有关的力学和电学弛豫行为的测量，并进一步通过对氧空位弛豫及关联行为的研究，揭示了钛酸铋系铁电材料中掺杂、微结构以及铁电性能之间内在的联系。这些结果从微观的角度阐述了影响铁电体剩余极化与铁电疲劳的因素，对于指导并优化现有铁电体的铁电性能有着重要的意义。此外，还报道了对铁电畴、相变等的研究结果，表明力学与介电方法是研究铁电性能及澄清机理的有效手段。     

铁电物理的近期发展

介绍了铁电体物理学的基本概念、发展简史、近年来的主要进展以及当前的研究方向。指出铁电体物理学研究的核心是自发极化，发现历史可分为四个阶段。近年来的主要进展有四方面，即：第一性原理的计算，铁电相变的尺寸效应，铁电液晶和铁电聚合物，集成铁电体。当前的研究方向主要有两个，一是低维系统，二是调制结构。     

基体电导率对0-3型铁电复合材料高压极化行为及损耗的影响

提出了一个0-3型聚合物基铁电复合材料的直流高压极化模型.模型中考虑了聚合物/铁电陶瓷界面处自由电荷的积聚及极化初始时刻的真实情况,利用拉普拉斯静电场方程,并结合边界条件,得到了直流高压极化过程中复合材料的极化强度、界面电流密度等随时间的演化方程,同时得到介电常数、介质损耗等物理特性的表达式.此外,实验制备了分别以环氧树脂E-44和铁电共聚物P(VDF-TrFE)为基体的两种0-3型铁电复合材料.从理论和实验两方面研究了基体电导率对极化行为以及介质损耗的影响.两方面结果均表明：随基体电导率增加,极化时间缩短,陶瓷相的极化强度及复合材料的整体电性能提高,但是漏电流及介质损耗增加.而且实验结果与直流高压极化模型的预测结果符合. 关键词： 铁电复合材料 电导率 极化 介质损耗     

固体介质中电偶极子介电常数温度特性与能级密度分布关系

从电介质极化的基本方程出发,实现了直接从介电常数温度特性关系获得偶极子任意能级密度分布,该理论并不需要已知偶极子任何性质,均能实现分布计算. 关键词：     

弛豫型铁电体铌镁酸铅陶瓷的玻璃化行为研究

钛酸铅与铌镁酸铅组成比为1:9的固溶体陶瓷是典型的弛豫型铁电体,其介电行为与偶极玻璃的介电行为极为相似,并已将玻璃学中的Vogel-Fulcher关系用于处理其介电常数峰值温度与频率的关系。本文测定了其介电行为随温度的变化,对其微观局域极化行为进行了分析,讨论了其局域极化的产生、增大及冻结过程,研究了弛豫型铁电体与Debye介质、玻璃体的关系和区别。在此基础上,提出了一个更合理的函数关系式,用以表征其介电常数峰值温度与频率的关系,并得出其介电弛豫激活能为0.037eV。实际应用表明,对于弛豫型铁电体,该函数关系较原有Vogel-Fulcher关系更有效。 关键词：     

钛酸钡的光学性质及其体积效应

钛酸钡(BaTiO_3, BTO)是铁电物理学和材料学领域具有代表性的研究对象.本文基于准粒子相互作用的GW方法研究BTO材料的光学性质,并研究了等应变情况下的体积效应.第一性计算结果表明,考虑了激子效应的GW (格林函数(G)-库仑势(W))方法得到的激发态性质更接近实验结果.引入等应变调控,发现体积膨胀会导致光学吸收峰红移,体积压缩则光学吸收峰蓝移.同时,探究了体积变化对BTO块材的自发极化和电子结构的影响,发现体积膨胀会使钛原子的d轨道和氧原子的p轨道杂化更显著,进一步导致材料自发极化的增大,而体积压缩对自发极化和dp杂化的影响正好相反.通过比较研究,还发现等应变的体积效应对极化的影响不如等应力体积效应明显.     

核壳结构对弛豫铁电体介电行为的影响

介电弥散和介电隔离率的温度非线性关系是弛豫铁电体的主要特征. 通过对掺杂成分以线性梯度递减的核壳结构进行热力学函数分析, 认为核壳结构能够在低温区保持较高的介电常数, 但不能导致介电隔离率与温度的非线性关系. 通过对不同浓度掺杂的铁电体扩散相变的比较, 认为掺杂浓度会影响晶粒掺杂成分的不均匀性, 在较宽的分布条件下会导致介电隔离率与温度的非线性关系. 因而在介电常数的峰值温度区域, 顺电相与铁电相的晶粒共存. 温度变化会影响两相比例及铁电畴的变化, 从而导致弛豫铁电体的介电弥散性. 核壳结构会增大介电弥散性. 铁电陶瓷的掺杂物种类、掺杂物浓度和烧结温度均会影响核壳结构的成分不均匀性和介电弥散性.