PZT基反铁电材料研究进展

在综述Pb(Zr,Ti)O3(PZT)基反铁电材料的研制与性能研究进展的基础上,重点探讨了PZT95/5反铁电材料和在PZT基础上掺杂改性的Pb(Zr,Sn,Ti)O3(PZST),(Pb,La)(Zr,Sn,Ti)O3 (PLZST)反铁电材料.总结了利用La3+、Nb4+、Hf4+、Sr2+、Ba2+和Nd3+等离子对富锆PZT以及PZST粉体、陶瓷以及薄膜材料的掺杂取代改性研究.讨论了各类PZT基反铁电材料的铁电(FE)-反铁电(AFE)相变机理以及其场致应变性能.展望了PZT基反铁电材料今后研究与应用的发展方向.     

多铁性材料的应变调控

多铁性材料是一种同时具有铁电、铁弹、铁磁等两种或者两种以上“铁性”的材料,可以通过多种序参量的耦合产生新的效应,在电子信息、传感、存储、无线网络等领域具备广阔的应用前景。当前在室温下具有强磁电耦合效应的多铁性材料仍然是学者们研究的重点,但基于多铁材料的器件还没有实现应用。应变工程是一种可以有效影响多铁材料物理性质的调控手段,通过晶格与电子、自旋、轨道等的相互作用来影响材料的电、磁、光、声等物理特性,因此通过应变调控多铁性薄膜结构和性能,受到了研究人员的广泛关注。本文通过调研多铁性材料中应变工程的研究,总结了应变调控手段及其对材料物理性能的影响,期望为多铁性材料的研究和发展提供研究思路。     

新型电子陶瓷材料发展趋势

电子陶瓷是指以电、磁、光、声、热、力、化学和生物等信息的检测、转换、耦合、传输及存储等功能为主要特征的陶瓷材料,主要包括铁电、压电、介电、半导体、超导和磁性陶瓷等。     

新疆理化所开发出铁酸铋材料制备新方法

铁酸铋BiFeO3是一种典型的多铁性材料,具有远高于室温的反铁磁奈尔温度(TN=380℃)和铁电居里温度(Tc=830℃),是少数在室温条件下同时具有铁电性与寄生弱铁磁性的单相多铁材料之一。BiFeO3的这一特殊性质使其在新兴记忆材料方面具有重要的应用前景。近年来,人们采用不同方法制备出性能优良的铁酸铋材料,铁酸铋薄膜的自发极化强度已与铁电材料PZT不相上下,因此成为无铅铁电存储器的重要候选材料之一。     

钙钛矿铁电体在超高压下的相变研究进展

钙钛矿型铁电材料的晶体结构与压力有很大的关系.本文综述了三种最常见最简单的钙钛矿型铁电体BaTiO3、PbTiO3、KNbO3、稍微复杂的PZT(Pb(Zr1-xTix)O3)和弛豫铁电体PMN(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3在超高压下晶胞参数和晶体结构与压力的变化.对于上述五种钙钛矿型铁电体,随着压力的增加,晶胞参数都变小,发生从铁电相到顺电相的转变.此外,随着压力的增加,还会发生铁电相到铁电相的转变和铁电相的重新出现.     

电工所研制出首例突破11%的铁电-半导体耦合光伏器件

<正>日前,中国科学院电工研究所化合物薄膜太阳能电池研究组在普通钠钙玻璃上制备的铁电-半导体耦合光伏器件,经中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证,其转化效率达到11.3%。铁电-半导体耦合光伏器件也称为纳米偶极子太阳能电池,属于第三代太阳能电池。与传统PN结不同的是,这种光伏器件是由具有铁电特性的纳米颗粒矩阵的极化电场来产生内建电场;而填充在纳米偶极子颗粒之间的半导体介质则充当吸光材料的角色。     

电工所研制出首例突破11%的铁电-半导体耦合光伏器件

<正>日前,中国科学院电工研究所化合物薄膜太阳能电池研究组在普通钠钙玻璃上制备的铁电-半导体耦合光伏器件,经中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证,其转化效率达到11.3%。铁电-半导体耦合光伏器件也称为纳米偶极子太阳能电池,属于第三代太阳能电池。与传统PN结不同的是,这种光伏器件是由具有铁电特性的纳米颗粒矩阵的极化电场来产生内建电场;而填充在纳米偶极子颗粒之间的半导体介质则充当吸光材料的角色。     

NBT-KBT-xLN系陶瓷的介电与铁电性能研究

采用传统电子陶瓷工艺制备了(1-x)(0.88Na0.5Bi0.5TiO3-0.12K0.5Bi0.5TiO3)-xLiNbO3(简写为NBT-KBT-xLN)无铅压电陶瓷体系,研究了该陶瓷体系的相结构、显微结构、铁电及介电性能.结果表明:在材料组成范围内(0.02≤x≤0.08),系列试样均形成了稳定的三方相钙钛矿结构;随着LiNbO3含量的增加,系列试样的矫顽场从4.41 kV/mm显著下降至1.51 kV/mm;LiNbO3的引入对材料的介电性能作用明显,随着LiNbO3含量的增加,系列试样的铁电-反铁电相变峰明显向低温方向移动,而反铁电-顺电相变峰则表现为明显的压峰效应.     

相变存储材料及其相变机制研究进展

介绍了相变存储材料的工作原理与其工作性能之间的对应关系,相变存储材料的开发与材料性能要求密不可分,在分析当前主流相变存储材料Ge2 Sb2 Te5的优点与不足的基础上,指出无Te富Sb为未来相变存储材料体系的研究方向.控制相变行为是实现相变存储技术商业化的关键,材料的微观结构和相变机制决定了相变存储材料的相变行为,而计算材料学是研究相变存储材料微观结构与相变机制之间联系的必要手段.运用第一性原理动态模拟相变存储材料的相变过程,可以弥补静态结构分析的不足,推动对快速可逆相变机理动态过程的理解运用,同时为进一步研究相变存储材料提供借鉴.     

福建物构所光致变色材料研究获进展

<正>光电子的发展,是信息时代技术建立的基础,覆盖了信息产业的所有功能。非线性光学(NLO)材料是光电子技术中的重要材料,包括光开关、光通信、光信息存储、光计算机、激光技术等。近三十年来,激光、遥感、超大规模集成电路等高精尖新技术的飞速发展,急需新型信息存储与无损读取和显示材料与之相匹配。     

中国科学院上海光学精密机械研究所

<正>激光与光电子材料研究发展中心中国科学院上海光学精密机械研究所激光与光电子材料研究发展中心从事晶体材料研究已有40多年的历史,研究方向主要包括:激光晶体、宽禁带半导体衬底晶体、大尺寸蓝宝石晶体、新型发光勺闪烁晶体、光学及光电功能晶体材料等。目前,中心可以提供的主要产品包括:1.激光晶体Ti:Al2O3,Nd:YLF,Nd:YAG,Cr:YAG,Nd:YVO4,Nd,GGG,Yb.YAG,Yb:GSO等;2.高温超导薄膜基片MgO,LaAlO3,SrTiO3,LAST,NdGaO3,YSZ等,3.磁性薄膜与铁电薄膜基片     

四方相区NBT-KBT无铅铁电介电弛豫与铁电相变研究

本文研究了具有四方结构的(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3体系中x＝0.22,0.26和0.30陶瓷材料不同温度下的电滞回线,结合变温XRD和介电温谱分析,发现该体系四方结构的组成为反铁电体,但紧靠准同型相界的四方结构由于场诱导下引起的反铁电-铁电相变,表现出铁电体特性,材料在升温过程中由于反铁电宏畴向微畴的转变导致了介电峰的产生,且在介电温谱上表现出强烈的介电常数-频率依赖性,为弛豫铁电体特征.     

济南晶正电子科技有限公司

济南晶正电子科技有限公司成立于2010年,位于济南章锦综合保税区,是一家致力于纳微米级厚度光电、压电单晶薄膜材料研发、生产及销售的高新技术企业。在国家、省、市各部门大力支持下,依靠山东大学多年的理论和实验积累,研发团队成功突破了离子注入及晶片键合关键技术,开发出纳米厚度铌酸锂单晶薄膜材料产品。产品具有自主知识产权,并拥有多项相关技术专利。
公司产品涵盖多种规格晶体薄膜材料,可用于制作高性能调制器、滤波器、探测器、晶振及高密度信息存储器件等,在光电、压电、铁电、太赫兹、红外探测等领域具有广阔的发展前景,能够带来巨大经济效益和社会效益。公司占地39亩,拥有生产基地及研发中心2万平方米,研发人员30余人,拥有完整生产线,产品销往国内外百余家研究机构及多家国际知名科技公司。在未来的发展中,公司将以纳米级铌酸锂单晶薄膜产品为龙头,建成面向全球的铌酸锂和钽酸锂单晶薄膜系列产品的生产、研发基地,创世界一流品牌,打造一流国际化企业。     

不同表面层铁电薄膜的相变理论研究

基于横场伊辛模型,利用平均场近似理论推导久期方程的解,研究了单、双表面层铁电薄膜在不同总层数时,系统表面交换相互作用和内、外横场参量对铁电-顺电相变的影响,讨论了铁电薄膜各交换相互作用和横场参数以及薄膜层数对单、双表面铁电薄膜相图的影响,并计算了各个相互作用参数的过渡值特性.研究结果表明:薄膜总层数n、表面层数、内外部横场、表面交换相互作用都会改变铁电薄膜的相图.利用薄膜的尺寸效应和表面效应,增大系统总层数、表面层数和表面交换相互作用,可以提高薄膜相变温度,扩大铁电相区域,从而有利于改善铁电功能器件的环境温度.     

负热膨胀铁电晶体研究进展

近些年来,负热膨胀材料已成为材料科学的研究热点之一.本文总结了负热膨胀材料发展历程及负热膨胀机理,重点介绍钙钛矿结构和钨青铜结构铁电晶体的生长和热膨胀特性,探讨了晶体结构、铁电相变及负热膨胀机理的关系,对负热膨胀铁电晶体研究和应用提出了建议.     

硅基(001)取向Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3薄膜的制备及其铁电性能研究

采用磁控溅射法在LaNiO3/Si衬底上制备了6;Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-94; Pb(Zr0.52 Ti0.48) O3 (PMnN-PZT)铁电薄膜,对其微结构和铁电特性进行了研究.结果表明,该铁电薄膜呈(001)高度择优取向,取向度高达98;.经过1010次铁电循环测试,铁电薄膜无疲劳现象;在104 s时间内,薄膜的铁电保持和印记特性稳定,无明显退化.该结果说明LaNiO3氧化物电极会降低PMnN-PZT薄膜的氧空位浓度,有效地缓解了电荷注入的问题,因此改善了PMnN-PZT薄膜的铁电性能.     

福建物构所分子基铁电晶体材料研究获新进展

铁电晶体是在居里温度以下电偶极子自发排列形成电畴,并可以随外加电场而使自发极化反向的一种材料。有极轴且无对称中心是铁电体的必要条件,因此,居里温度以下的铁电体必然也具有压电性。铁电材料对电信号表现出高介电常数,对温度改变表现出大的热释电响应,在应力或声波作用下具有强的压电效应     

化学溶液分解法制备Sm0.5Bi3.5Ti3O12铁电薄膜

采用化学溶液分解法(CSD)在Si衬底上制备了Sm0.5Bi3.5Ti3O12 (SmBT0.5)薄膜.用X射线衍射技术分析了薄膜的结构和结晶性,用原子力显微镜描述了薄膜的表面形貌;并研究了薄膜的存储性以及介电性能.结果表明,在700℃下退火1h得到了结晶性较好,表面致密的多晶薄膜.该薄膜显示了良好铁电和介电性能.     

锆酸铅的反铁电相对称性研究

在参考文献给出的锆酸铅的反铁电相投影图的基础上,从生群元的角度重新研究了反铁电体锆酸铅的反铁电相的对称性,发现锆酸铅反铁电相的对称群应是P2/m,属于单斜晶系.而以往文献给出的对称群为Pba2或Pbam,属于正交晶系.因反铁电相晶体不存在压电效应,因此对称群不可能是极性群Pba2.鉴于提出的对称群P2/m与以往文献给出的对称群Pbam均具有中心对称性,且为相邻的晶系,本文提出了介电张量测量的方法来区分二者.     

新型非线性光学晶体设计及预测研究进展

非线性光学晶体材料作为激光技术及光电子技术核心材料之一,在激光存储、激光通信、激光制导、激光惯性约束核聚变等领域具有重要的应用.随着计算机技术快速发展,材料设计和预测日益成为“自上而下”靶向性新材料研发的一种辅助手段.本文介绍了我们团队近年来在无机非线性光学晶体材料中,关于倍频效应和双折射率的分析方法、材料设计以及结构预测等方面的研究进展.