铁电体低频电滞回线的测量

一、引 言 电滞回线是铁电体的主要特征之一,电滞回线的测量是检验铁电体的一种主要手段,常见的电滞回线如图1所示.通过电滞回线的测量,可测定铁电体的剩余极化强度Pr和矫顽场强Ec,对材料的研制和应用都有很大的意义. 测量电滞回线的基本电路是Sawyer-Tower回路,近年来测量频率已由50Hz向低频方面发展,其原因是铁电体的电滞回线与温度有密切关系.在50Hz的频率测量时,由于介电损耗而使试样发热,因此,测量结果不能反映真实的温度关系.尤其重要的是,就所测电滞回线来说,50Hz的频率太高,既不能测量铁电体的起始回线,也无法用函数记录仪记录.…     

铌锰锆钛酸铅铁电陶瓷电滞回线的温度和频率响应

研究了Pb［(Zr052Ti048)095(Mn1/3Nb2/3)005］O3 (PMnN_PZT) 铁电陶瓷电滞回线的温度和频率响应,结果显示在高频和室温条件下测试铁电特性时,电滞回线呈现“束腰”形状,而不是通常所看到的方形回线 . 在低频和高温条件下测试时才能观察到正常的方形回线,同时,诸如矫顽场、极化强度、 内偏场这些重要的铁电参数也会随频率和温度发生显著的变化. 剩余极化强度随频率和温度 的大幅增长表明“束腰” 电滞回线有可能是由于缺陷偶极子引起的. 电滞回线形状与温度 和频率存在较强的相关性说明缺陷偶极子存在一特征弛豫时间,缺陷偶极子反转响应速度由 此弛豫时间决定. 关键词： 电滞回线 氧空位 频率响应 温度响应     

球形无规键无规场模型研究弛豫铁电体极化效应

基于球形无规键无规场模型和电场作用下弛豫铁电体微畴-宏畴机理,利用模糊畴界观点以及电场对极化的分数维效应,分析了电场对畴的作用机理.研究结果表明:电场对畴的诱导偶极子增量的极化效应导致了电滞回线的不饱和及相关的大的电致伸缩效应;而畴的偶极子增量耦合时结合能的变化对低电场的电滞回线略有影响,但基本不会改变高电场时的极化状态.初始微畴大小对电滞回线非常重要,细小的微畴会导致细长的电滞回线及电场与电致伸缩良好的线性关系.     

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     

PbLa(Zr,Sn,Ti)O_3反铁电陶瓷在脉冲电场下的极化与相变行为

在实际应用中,反铁电陶瓷常处于快速变化的脉冲电场下,而传统电滞回线测量时所施加的电场变化速率较慢,并不能真实反映反铁电陶瓷实际应用时的极化和相变行为.本研究建立了反铁电陶瓷脉冲电滞回线测试平台,研究了Pb_(0.94)La_(0.04)[(Zr_(0.52)Sn_(0.48))_(0.84)Ti_(0.16)]O_3反铁电陶瓷在微秒级脉冲电场下的极化和相变行为.研究结果表明,反铁电陶瓷在微秒级脉冲电场下可以发生相变,但其极化强度降低,正向相变电场变高,反向相变电场变低,从而导致其储能特性发生了显著的变化.因此,低频电滞回线并不能真实反映反铁电陶瓷在脉冲电场下的性能,脉冲电滞回线对其应用具有更重要的参考价值.     

铁电体介电常数和热电系数的测量

自从1920年观察到罗息盐(NaKC4H4O6·4H2O)的电滞回线以来[1],已经发现数以百计的铁电材料.最近几年还不断观察到许多材料具有铁电性质,并在不少的领域得到应用.例如,用作热电红外探测器、电光调制晶体、全息存贮和光纤通讯材料等.当作为红外探测器材料时,需要测量铁电晶体的介电、热电和热学性能,因用于不同频段的探测器的材料优值因子都与这些量有关,所以精确测量铁电体的介电、热电性能也是深入研究热电红外探测器的必要手段之一. 一、电滞回线显示1.照相记录 图1表示测量电滞回线的电滞电桥原理图[2,3]。Cx表示待测的铁电晶体做成的…     

Si掺杂HfO_2薄膜的铁电和反铁电性质

通过改变Si掺杂量制备出了具有显著铁电和反铁电特征的HfO2纳米薄膜,对其电滞回线、电容-电压和漏电流-电压特性以及物相温度稳定性进行了对比研究.反铁电薄膜的介电系数大于铁电薄膜,在电场加载和减载过程中发生的可逆反铁电-铁电相变导致了双电滞回线的出现,在室温至185℃的测试温度范围内未出现反铁电→顺电相变.在电流-电压特性测量时观察到的负微分电阻效应归因于极化弛豫等慢响应机理的贡献.     

脉冲电容器用细电滞回线铁电陶瓷材料的研究

采用低锆区的Pb(Zr_0.42Sn_0.40Ti_0.18)O₃(PZST42/40/18)铁电陶瓷为基, 通过少量La和Ba取代Pb同时Nb取代(Zr, Sn, Ti)复合取代的方法得到掺杂PZST42/40/18细电滞回线铁电陶瓷, 其最大极化强度P_max≈20.66μC/cm², 剩余极化强度P_r≈0.55μC/cm^{关键词： 细电滞回线 铁电陶瓷 PZST 脉冲电容器}     

外延PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度对其铁电性能的影响

从Landau-Devonshire唯象理论出发，考虑到晶格失配导致的NFDA3位错应力场与极化场的耦合，研究了在SrTiO₃衬底上外延生长的PbZr_0.4Ti_0.6O₃薄膜厚度对其自发极化强度、电滞回线的影响. 结果表明，产生刃位错的PbZr_0.4Ti_0.6O₃薄膜临界厚度为～1.27nm，当薄膜厚度大于临界厚度时，在所形成的位错附近，极化强度出现急剧变化，形成自发极化强度明显减弱的“死层”；随着薄膜厚度的减小，位错间距增大，“死层”厚度与薄膜总厚度之比增加. 由薄膜电滞回线的变化情况可知，其剩余极化强度随着薄膜厚度的减小而逐渐减小. 关键词： 铁电薄膜 自发极化强度 电滞回线 位错     

铁电薄膜性能测量实验

利用铁电性能综合测试系统测量了SrBi2Ta2O9薄膜的铁电性能,分析了电压变化对于电滞回线的影响,同时对疲劳行为进行了研究。