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     

掺镧锆锡钛酸铅陶瓷极化强度变化量对电子发射电流强度的影响

铁电阴极因其优异的电子发射性能在高功率微波管的电子束源、平板显示技术以及宇航推进器等领域 有着广阔应用前景而日益受到人们的重视.大量研究表明,铁电阴极电子发射性能受阴极材料性能的影响. 在激励电场作用下,铁电阴极材料会产生表面非屏蔽电荷而引起极化强度的变化, 这表明铁电阴极电子发射性能可能与阴极材料的极化强度变化量存在着某种关系. 为研究阴极材料极化强度变化量对铁电阴极电子发射性能的影响,以掺镧锆锡钛酸铅铁电和反铁电陶瓷样品 作为阴极材料,通过正半周电滞回线测试得到阴极材料在不同电场强度下的极化强度变化量, 测量得到电子发射电流强度随激励电场的变化曲线,并分析了电子发射电流强度与极化强度变化量的关系. 结果表明,两种样品电子发射电流强度与极化强度变化量正相关.     

VDF/TrFE铁电共聚物极化分布与退极化过程的激光强度调制方法研究

建立起激光强度调制法测量装置及其测量与数据处理方法,研究了VDF/TrFE铁电共聚物的极化分布和退极化过程.发现25μm厚的VDF(80)/TrFE(20)薄膜在距表面8μm左右薄层热电系数显示极大值,而12μm厚的则在中心处,两者的热电系数皆以两表面呈对称分布.在145℃热处理产生退极化.随着时间的增长,热电系数减小,退极化由试样的一面向另一面逐渐进行,2h后由强电场形成的极化基本消失.直流极化30μm厚的VDF(70)/TrFE(30)薄膜,热电系数分别在离两表面6,8μm处达恒定值,基本以两表面呈反 关键词：     

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.     

铁电体中极化长程涨落的光子关联谱实验研究

从极化团簇的随机涨落出发, 利用维纳过程模型, 推导了铁电体中极化长程涨落的弛豫规律以及光强自相关函数所可能的表现形式. 阐述了微观极化团簇的弛豫过程与宏观测量弛豫规律之间的联系. 通过对原有氦氖激光光子关联谱实验装置进行改进, 观测了BaTiO₃和0.71Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.29PbTiO₃单晶中极化团簇长程涨落在居里点和立方到四方相变点附近的弛豫过程. 在BaTiO₃中发现极化团簇长程涨落在居里点之上4 K存在双弛豫现象, 此现象与其有序无序相变机理相联系. 在Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.29PbTiO₃中发现极化团簇长程涨落在相变点两侧都存在双弛豫现象. 利用推导的理论结果很好地拟合了实验结果并提取了极化团簇长程涨落的弛豫时间. 两种样品中极化团簇长程涨落的弛豫时间都在相变点出现突变, 并呈现临界慢化现象.     

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     

电介质极化的进一步讨论

给出了如何由极化电荷求极化强度，得到了与的对应关系。     

耦合强度和磁场对极化子基态的影响

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,推导出极化子基态与耦合强度和磁场强度的关系。数值计算表明:当磁场强度给定时,随着耦合常数α的增加,振动频率λ先减小后增大;基态能量E₀单调下降;自陷能E_0tr单调增大;Landau能E_0L先增大,达到最大值后又下降。当耦合强度给定时,随着磁场强度的增大,λ单调增大,且α愈小,λ增加愈快;基态能量E₀随磁场强度的增大而增大;自陷能E_0tr随着磁场强度的增大而略有增加;Landau能E_0L随着磁场强度的增大先增大,达到最大值后,又开始下降。     

铁电体电源中介质电阻特性及对输出电荷的影响

爆炸驱动铁电体脉冲电源利用铁电陶瓷在冲击压力作用下去极化释放电荷而产生电流,可以作为脉冲功率源的初始电源,也可直接驱动高阻抗负载产生脉冲高电压。通常情况下,铁电陶瓷可以看作理想的绝缘体,但在数GPa冲击波压力作用下,铁电陶瓷电阻率可能会明显下降并形成漏电导,使部分去极化释放电荷在铁电陶瓷内部流失,导致铁电陶瓷剩余极化电荷输出效率下降。以PZT95/5铁电陶瓷作为初始储能介质,以爆炸冲击波加载PZT95/5铁电陶瓷释放电荷对脉冲电容器充电,充电结束后电容器电压维持期间检测到明显的反向电流,根据铁电陶瓷输出电流和工作电压,得到冲击波作用过程中铁电陶瓷的瞬态电阻率曲线,并分析了电阻率下降对输出电荷的影响。进一步研究表明,冲击压力在铁电陶瓷边侧产生的稀疏波是引起电荷输出效率降低的主要因素,而铁电陶瓷电阻率下降对电荷输出效率的影响很小。     

电场对高分子中极化子激子的影响

介绍了近年来有关外电场对高分子中极化子激子影响的研究工作。它们包括：研究方法,外电场注入的或光激发引起的电子和穴穴会在高分子中形成极化子激子,弱或中等强度电场使极化子激子极化,强电场解离极化子激子,发现高分子中极化子双激子具有反向极化新性质,探讨反向极化这个新的物理现象的物理起因、意义及可能的应用。     

自发极化强度对VFLC电光迟滞曲线影响的电路级模拟

提出了关于V字型铁电液晶(V-shaped Ferroelectric Liquid Crystal,VFLC)的等效电路模型,旨在将EDA技术引入对VFLC光电集成系统进行研究、开发和设计。该模型考虑了由铁电液晶盒多层结构和驱动电路引起的阻抗分配效应,以及极化与非极化锚定能对VFLC光电响应特性的影响。演示了电光迟滞曲线的反常迟滞、V字型及正常迟滞状态,并着重就自发极化强度对电光迟滞曲线的影响给出了模拟结果和分析。结果表明:强制电压随驱动信号频率的提高而增加,但增加速度随自发极化强度的提高而减慢;强制电压和迟滞反转频率随自发极化强度的变化均存在一个拐点,强制电压在自发极化强度为80nC/cm2时取到最小值(-0.084V),迟滞反转频率在自发极化强度为90nC/cm2时达到最大值(6.4Hz);自发极化强度小于80nC/cm2时,迟滞反转频率随自发极化强度准线性增加。模拟结果从量级和趋势上均与实验结果吻合。     

Potts-Ising model for simulation of polarization switching in polycrystalline ferroelectrics

This paper proposes a scheme based on the Potts and Ising models for simulating polarization switching of polycrystalline ferroelectrics using the Monte Carlo method. The polycrystalline texture with different average grain size is produced from the Potts model. Then Ising model is implemented in the polycrystalline texture to produce the domain pattern and hysteresis loop. The domain patterns and hysteresis loops have been obtained for polycrystalline texture with different average grain size. From the results of domain pattern evolution process under an applied electric field using this scheme, an extended domain, which covers more than one grain with polarization aligned roughly in the same direction, has been observed during the polarization reversal. This scheme can well reproduce the basic properties of polycrystalline ferroelectrics and is a valuable tool for exploring the physical properties of polycrystalline ferroelectrics.     

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.     

偏振态对激光相干合成的影响

为了研究光束相干合成中偏振态的特性,取理想矩形光束进行模拟分析。通过改变偏振态的退偏率、偏振态夹角、参与合成的子束数目等,观察光场在远场叠加的合成效果。讨论了这些因素对远场合成效果的光强分布、峰值功率密度、光束质量因子等的影响。模拟结果显示：当退偏率小于10%、偏振态夹角小于18时,合成后光束质量因子小于1.1。     

Modelling of creep hysteresis in ferroelectrics

In the current paper, a macroscopic model is proposed to simulate the hysteretic dynamics of ferroelectric ceramics with creep phenomenon incorporated. The creep phenomenon in the hysteretic dynamics is attributed to the rate-dependent characteristic of the polarisation switching processes induced in the materials. A non-convex Helmholtz free energy based on Landau theory is proposed to model the switching dynamics. The governing equation of single-crystal model is formulated by applying the Euler–Lagrange equation. The polycrystalline model is obtained by combining the single crystal dynamics with a density function which is constructed to model the weighted contributions of different grains with different principle axis orientations. In addition, numerical simulations of hysteretic dynamics with creep phenomenon are presented. Comparison of the numerical results and their experimental counterparts is also presented. It is shown that the creep phenomenon is captured precisely, validating the capability of the proposed model in a range of its potential applications.     

37BiScO_3-63PbTiO_3铁电陶瓷的极化翻转行为研究

在正弦电场E=E0sin(2πft)加载下,通过改变电场E0(5—55kV/cm)和频率f(0.1—100Hz),测量了37BiScO3-63PbTiO3铁电陶瓷材料的电滞回线.数据拟合结果表明:在低电场和高电场阶段,剩余极化强度Pr的对数和矫顽场强Ec的对数都与电场强度E0的对数存在线性关系,而介于高电场与低电场之间则无线性关系存在,这种三阶段行为有别于现有的两阶段行为.这可归结于铁电陶瓷在不同的电场作用下铁电极化机理的不同.     

自旋极化对Kondo系统基态的影响

Anderson模型中的自旋极化效应是一个普遍存在的问题.本文从Anderson杂质模型出发,利用变分及对角化方法分析了自旋极化所引起的系统基态性质的改变,分别研究了自旋极化对Kondo单态以及高温超导两分量模型中Zhang-Rice单态稳定性的影响问题.     

正交偏振板对聚焦光斑偏振特性的影响

在间接驱动的惯性约束聚变（ICF）驱动器中,为控制靶腔入口及其附近光场的偏振特性及辐照均匀性,采用二维光谱角色散（2D-SSD）、随机相位板（RPP）和正交偏振板（OPCP）联用的束匀滑方案,数值模拟和理论分析了OPCP对焦面及离焦面处光场偏振特性以及强度均匀性的影响,并讨论了正交偏振板单元数的选取问题。结果表明,不同单元数正交偏振板对焦面及其附近光场偏振特性和强度均匀性的影响程度不同,且光场偏振特性对离焦并不敏感。此外,离焦会使强度均匀性变差,适当增加正交偏振板单元数可以在一定程度上减弱这种影响。