不同方法测铁电材料的居里温度

1铁电材料的居里温度及其特性 铁电材料的一些性质总是随温度的变化而变化,而且都有一个临界温度Tc,当超过临界温度时,晶体的分子结构发生变化,自发极化消失,没有铁电性,我们称这个点为居里点,这个温度为居里温度．     

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.     

钨青铜型结构铁电体的低温扩散相转变

对六种钨青铜结构的铌酸盐铁电晶体进行了从15 K 到室温范围的介电特性及热电特性的研究. 分析其介电特性和热电特性与极化电场的关系, 用x 射线粉末衍射进行佐证. 证实在50 一70 K 的范围内, SBN , PBN , KNSBN 三类铁电钨青铜铌酸盐晶体均存在着一个新的相变. 相变是由点群4mm铁电相到点群mm2 铁电相的转变. 铁电自发极化方向由四方晶胞的c轴方向转变到正交晶胞的b 轴方向.介电特性的高频及低频测量表明该相变具有扩散(或称弥散)型特征. 比热的实验结果证明相变是属于高于一阶相变的高阶相变. 对相变前后的晶胞结构提出了一个模型解释. 关键词：     

钨青铜型结构铁电体的低温扩散相转变

对六种钨青铜结构的铌酸盐铁电晶体进行了从15K到室温范围的介电特性及热电特性的研究。分析其介电特性和热电特性与极化电场的关系,用X射线粉末衍射进行佐证。证实在50—70K的范围内,SBN,PBN,KNSBN三类铁电钨青铜型铌酸盐晶体均存在着一个新的相变。相变是由点群4mm铁电相到点群mm2铁电相的转变。铁电自发极化方向由四方晶胞的e轴方向转变到正交晶胞的b轴方向。介电特性的高频及低频测量表明该相变具有扩散(或称瀰散)型特征。比热的实验结果证明相变是属于高于一阶相变的高阶相变。对相变前后的晶胞结构提出了一个模型解释。     

欧洲第五届铁电性会议(EMF-5)简讯

作者参加了 1983年 9月 26日至 30日在西班牙马拉加举行的欧洲第丑届铁电性会议(简称EMF-5),现就几个方面扼要介绍该会议的情况. 1.铁电相变:铁电体的相变历来都是铁电物理研究的重点之一.这次会议在相变方面的中心议题是无公度(INC)相变.无公度相变早几年已在NaNO_2,SC(NH_2)_2,K_2SeO_4,Rb_2ZnCl_4,Cs_2CoCi_4,[N(CH_3)_4])_2ZnCl_4。等少数铁电体中发现.这种相变不能直接用朗道的相变理论来处理.无公度相晶格中的平移对称性受到破坏,表现为具有周期性调制的晶格.它往往出现在顺电相与铁电相之间,或铁电相与反铁电相之间,温度…     

钨青铜型结构铁电体的低温扩散相转变

对六种钨青铜结构的铌酸盐铁电晶体进行了从15K到室温范围的介电特性及热电特性的研究。分析其介电特性和热电特性与极化电场的关系,用X射线粉末衍射进行佐证。证实在50—70K的范围内,SBN,PBN,KNSBN三类铁电钨青铜型铌酸盐晶体均存在着一个新的相变。相变是由点群4mm铁电相到点群mm²铁电相的转变。铁电自发极化方向由四方晶胞的e轴方向转变到正交晶胞的b轴方向。介电特性的高频及低频测量表明该相变具有扩散(或称瀰散)型特征。比热的实验结果证明相变是属于高于一阶相变的高阶相变。对相变前 关键词：     

铁电体的介电常数

比较了电介质物理学和铁电物理学对介电常数定义的差异.这种差异导致了解释实验结果方面相反的结论:铁电体物理学能够很好地解释极化强度增大导致介电常数减小的实验结果和外加直流电场下铁电体的介电可调行为,而电介质物理学得到的却是相反的结论.其原因是铁电材料介电常数在顺电相仅来源于横光学模的贡献,在铁电相来源于横光学模和偶极子极化,且偶极子极化会引起损耗.数学推导证实弛豫铁电行为的成份分布不是高斯分布函数.     

用Weiss分子场理论对有外电场时铁电体系相变特征的研究

Weiss分子场理论(WMFT)对晶体中顺磁-铁磁和顺电-铁电相变特征的定量描述是相当成功的. 由于是平均场理论,又可作为初步分析结构无序体系和复杂组分体系相变行为的理论依据. 但是迄今为止,并没有对有外场时WMFT的相变特征进行详细研究. 而对铁电体系,仅仅对分子取向为两个状态时WMFT的相变特征进行了研究. 另外,虽然铁磁与铁电体系的WMFT描述极为相似,但是由于两种体系中微观磁化和极化的单元不同,导致相应的数学描述与结果也有所不同. 本文首先对外电场中分子取向包含任意状态的铁电体系的WMFT相变特征, 包括自发极化、内能和比热以及静态极化率随温度变化进行严格推导, 然后对相变特征随外电场的演变进行了研究.结果表明: 1)无外场时,体系发生二级顺电-铁电相变,且随状态数的增加,相变温度减小, 这是与铁磁体系不同的地方,同时单分子的平均极化强度减小,而内能、比热和极化率增大; 2)外场的存在,使得体系原有的二级相变转化为弥散相变,且外场越强,弥散温区越大. 上述结果对深入研究铁电体系的相变,特别是弥散相变无疑是有益的.     

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     

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。     

铁电材料与铁电物理的进展

自从1920年发现了酒石酸钾钠(罗息盐)的铁电性以来,迄今巳发现了超过一千种铁电体,其中一些已经对经济和技术的发展起到积极的作用[1].铁电体具有自发极化,而且在外加应力、电场(电磁波)或温度改变时,其自发极化大小也相应地变化,因此铁电体可以表现出具有力、声、光、热、电等交互响应的物理效应,从而成为高技术领域中制造多功能器件以及敏感元件的理想材料之一. 从铁电体研究的发展历程看,铁电体研究的特点有:(1)基础研究与固体物理发展密切相关.例如,铁电体相转变理论的研究正是从推广朗道的现代相变理论开始的,现今的重整化群理论也用来…     

等静压和温度诱导的PbLa(Zr,Sn,Ti)O3反铁电陶瓷相变和介电性能研究

研究了等静压和温度诱导掺镧La的Pb(Zr,Sn,Ti)O₃(PLZST)陶瓷材料的铁电反铁电相变、介电压力谱和介电温度谱,研究了温度对压致相变和介电压力谱的影响,结果发现温度使铁电反铁电相变压力降低,介电压力谱具有明显的扩散相变和频率弥散的特点;研究了等静压对介电温度谱的影响,结果表明等静压使铁电反铁电相变温度降低,反铁电顺电相变温度升高.这些现象有利于丰富和拓宽人们对温度和压力诱导的多组元弛豫型铁电体和弛豫型反铁电体扩散相变和弛豫行为的认识和理解. 关键词： 等静压和压致相变 铁电反铁电相变 介电压力谱 介电温度谱     

铁电-铁电相变与热电性

研究铁电－铁电相变附近的热电性，可以获得关于相变前后自发极化的大小和取向，相变的温度分布和时间过程以及新相对称性的信息．因此，热电性测量是研究铁电－铁电相变的一个重要手段．     

弛豫铁电体弥散相变与热滞效应的伊辛模型

弛豫铁电体材料在通讯、传感、超声、能量转换、航空航天等领域具有重要的应用.与正常铁电体不同,弛豫铁电体在冷却过程中出现弥散相变,体系的宏观极化不会突然产生,而是出现纳米极性微区,体系的宏观晶体对称性没有明显的变化.如何理解弥散相变及其与内部机制之间的相互影响是一个重要的问题.本研究基于伊辛模型(Ising model),对自旋变量(在研究中视为电偶极子)引入能量势阱的作用,并计算了这一系统的相变过程.结果表明这一改进的伊辛模型使极化率的相变曲线显著变缓,呈现出具有弥散相变的弛豫体特性.研究显示,弛豫体现象出现的一个重要原因是系统内部偶极子受到势阱限制而出现反转受阻,从而使极化率偏离常规铁电体.利用这一改进的伊辛模型进一步研究了弛豫铁电体的热滞效应,分析了热滞的起源,并与实验结果进行了对比分析,明确了弛豫体弥散相变和热滞的物理机制.     

热电体及其应用

一、热电效应1.热电体 当温度发生变化时,能引起极化状态发生变化的晶体(或物质)称为热电体.例如,把电气石[(Na,Ca)(Mg,Fe)3B3Al6Si6(O,OH,F)31]晶体均匀加热时,在其唯一的三重旋转对称轴两端,会产生等量而反号的电荷.能产生热电效应的晶体必须具备下列条件:(1)它是电介质,(2)在结构上不存在对称中心,(3)具有自发极化,(4)存在一个“唯一的极轴”,晶体的自发极化方向就是沿着这一极轴的方向.在32种点群中,有20种无对称中心的是压电体,其中只有10种是热电体,如表1所列.由表1可知,热电体有二种,一种是非铁电性的,另一种是铁电性的.后者具…     

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     

有电畴的铁电薄膜中的相变

本文用朗道自由能展开研究了有电畴的铁电薄膜的相变特性。畴壁的存在使自发极化和居里温度降低,使临界尺寸增大。随着温度升高,反转长度离开表面。随着厚度减小,膜将成为单畴。 关键词：     

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.     

LiNbO3表面势抗屏蔽措施研究

铁电单晶体自发极化引起的强周期性表面电场可能用来代替Wiggler磁铁产生自由电子激光。但落在铁电晶体表面上的自由电子将逐渐把表面势屏蔽掉。本文提出一个抗屏蔽措施:在LiNbO₃极化晶面上每一个正极化畴区铺上一层绝缘膜,在上面再覆盖一层接地导体膜,可以防止电子对极化晶面的屏蔽。本文证明了在导体膜每部分两表面应电荷之和为零,落在上面的自由电子将立刻逃逸入地。 关键词：     

电子铁电体研究进展

电子铁电性是基于关联体系电荷有序态的一种新的物理现象。近期研究发现,这种新型铁电体通常表现出丰富的磁电性质和耦合效应,在发展可控性多功能微电子器件方面具有广阔的应用前景。本文重点介绍了电子型铁电体代表材料LuFe2O4的实验和理论研究进展,着重探讨了电荷序相变,极化机理,介电,铁电,磁电耦合等重要物理性能。随后,简要介绍了其它体系在相关问题研究中的进展情况,包括：钙钛矿体系Pr(Ca)MnO3,Fe3O4和有机材料(TMTTF)2X等。