温度梯度铁电材料极化偏移与热释电性的内在关联性研究

在平均场近似的理论框架下,采用拓展的横场伊辛模型理论,探讨温度梯度铁电材料极化偏移与热释电性质的内在联系的微观物理机制。研究表明:极化偏移的极值和材料内首发相变的梯度层的性质密切相关。极化偏移的极值和热释电系数的峰值总是成对出现,改变温度梯度铁电材料内首发相变层的性质是调控极化偏移、改善材料热释电性能的关键因素。

铅基钙钛矿型结构铁电薄膜的介电及热释电性能研究

用改进的溶胶 -凝胶旋转涂覆技术 ,在Pt/Ti/SiO2 /Si基片上研制出 1～ 2 μm厚 ,具有钙钛矿型结构的PbTiO3、PLT和PZT铅基铁电薄膜。该类铁电薄膜具有良好的结晶特性、优异的介电和热释电性能。

快速生长的TGS晶体的介电、热释电性能

本文测量了生长速度为2mm/d 和7mm/d 的两种 TGS 晶体的介电常数(ε)、自发极化强度(P_s)和热释电系数(λ)随温度的变化关系。结果表明:生长速度快的晶体的介电常数增加,居里点附近的介电峰值降低,自发极化强度和热释电系数都增大,热释电优值与按正常速度生长的晶体的大致相同,最后从晶体缺陷的角度对实验结果进行了讨论。

BST陶瓷场致热释电性能的研究

采用改进的电子陶瓷工艺,制备了高密度Ba0.6Sr0.4TiO3热释电陶瓷样品。研究发现,在1 340℃下烧结的样品,其密度可达到理论密度的98.3%。室温下测得样品的介电损耗为0.2%。外加直流偏场对材料的介电和热释电性能影响显著。样品的场致热释电系数为3.4×10-8C/cm2.℃,探测率优值为10.0×10-5Pa-1/2。

KTa_(0.55)Nb_(0.45)O_3薄膜的介电和铁电及热释电性能研究

在ＢＴ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ 衬底上用溶胶－ 凝胶法制备了ＫＴａ０．５５Ｎｂ０．４５Ｏ３（ＫＴＮ） 薄膜．０ ．５ μｍ ＫＴＮ－ ０．０８ μｍ ＢＴ 薄膜在２５ ℃，１ ．０ ｋＨｚ 时，其εｒ＝ １ １１４，ｔａｎδ＝２ ．５ ％ ；１２ ℃时，其Ｐｒ＝ ２．１ μＣ／ｃｍ２ ，Ｐｓ＝４ ．２ μＣ／ｃｍ２， Ｅｃ＝ ５．８ ｋＶ／ｃｍ ．０ ．５ μｍ厚ＫＴＮ膜的Ｃｕｒｉｅ 温度为３５ ℃；２５ ℃，１ ．０ ｋＨｚ 时，ＫＴＮ 膜的εｒ＝ １ ４１２ ． 估算ＫＴＮ 材料的体积热容Ｃｖ ＝ ２ ．７３ Ｊ／ｃｍ３·Ｋ．ＫＴＮ 薄膜在室温及１０３ ｋＶ／ｃｍ 下极化３０ ｍｉｎ 后，其室温热释电系数ｐ ＝ ５ ．１ ×１０ －７ Ｃ／ｃｍ２·Ｋ，电压响应优值Ｆｖ ＝ １ ．３２ ×１０ －１０ Ｃ·ｃｍ／Ｊ，探测度优值Ｆｄ＝ ３．１５ ×１０ －１０ Ｃ·ｃｍ／Ｊ，该薄膜是一种优异的热释电材料．

球形铁电陶瓷颗粒-聚合物复合材料的热释电性

基于球形增强颗粒复合材料的热应力分析，从理论上推导了包含乘积效应的球形铁电陶瓷颗粒－聚合物复合材料热释电系数和热释电优值的公式。

Ba_(0.64)Sr_(0.36)TiO_3薄膜的介电与热释电性能的研究

应用溶胶 -凝胶工艺在Pt/SiO2 /Si(10 0 )衬底上制备了Ba0 .6 4Sr0 .36 TiO3薄膜 ,研究了薄膜的结构与电学性能。实验结果表明 :Ba0 .6 4·Sr0 .36 TiO3薄膜经 70 0℃热处理 1h ,薄膜呈现出钙钛矿结构。当测试频率为 2 0 0Hz时 ,薄膜的介电常数和损耗因子分别为 5 92和 0 .0 2 8。在40℃时 ,Ba0 .6 4Sr0 .36 TiO3薄膜存在一扩散铁电 -顺电相变。在室温 (2 5℃ )、10 0kHz条件下测试薄膜的C -V特性得到一“蝶形”曲线 ,表明Ba0 .6 4Sr0 .36 TiO3薄膜在室温下处于铁电相 ,且当直流偏压从 -5V增至 + 5V期间 ,薄膜电容由 495 pF增至 110 8pF。热释电性能测试结果表明 :室温下Ba0 .6 4Sr0 .36 TiO3薄膜的热释电系数为 1860 μC/(m2 ·K) ,材料的优值为 3 7.4μC/(m3·K) ,这些结果表明 :应用溶胶 -凝胶工艺制备的Ba0 .6 4Sr0 .36

掺镁铌酸钾锂晶体的介电性和热释电性

在 10～ 70 0 K温度范围内 ,研究了掺 Mg的铌酸钾锂 (L i3K2 Nb5 O1 5 )单晶的 c、a片的介电温度特性和低温热释电性质 ,测量了在 5× 10 2 ～ 5× 10 8Hz频率范围内介电常数和频率的依赖关系。结果表明 ,除了在 6 2 3 K附近有一铁电 -顺电相变以外 ,在 80 K左右还存在铁电 -铁电相变 ,其介电弛豫频率在 2 5 0 MHz左右。

溶胶–凝胶法制备BNBT系陶瓷的热释电性能

研究了采用溶胶–凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3(x=0,0.06,0.08)系(简称BNBT)无铅压电陶瓷的热释电性能。研究发现该工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3系陶瓷室温附近具有较强的热释电性,热释电系数P大大高于传统工艺制备的同种样品的性能。随着Ba离子浓度的增加,热释电系数P在x=0.06时达到最大,P为3.9104 Cm2·K1。溶胶–凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3系陶瓷具有较大热释电系数,起因于该类材料压电性较强、退极化温度较低。

Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3系无铅陶瓷的压电、铁电及热释电性能

使用传统的固相烧结法制备了(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBaTiO3无铅压电陶瓷,研究了BaTiO3对陶瓷介电﹑压电﹑铁电及热释电性能的影响。X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分析表明,适量的BaTiO3能完全固溶到Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷中,当BaTiO3含量为0.05<x<0.09时,(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBaTiO3陶瓷处于三方四方两相共存状态,形成了准同型相界(MPB)。在MPB处,陶瓷的介电﹑压电、铁电及热释电性能均达到最佳:d 33~170pC/N,εr^869,k p^27%,P r^32.91μC·cm^-2,E c^26.5kV·cm^-1,p^2.01×10^-8 Ccm^-2·℃^-1,F V^1.81×10^-2 m 2·C^-1,F D^0.82×10^-5 Pa^-1/2。对阻抗频率特性的研究发现,BaTiO3的加入能使材料性能“软化”。研究还发现适量BaTiO3的加入能促使BNT压电陶瓷的退极化温度向高温方向移动,93Bi0.5Na0.5TiO3-7BaTiO3陶瓷在80℃开始由铁电相向反铁电相转变。

低温下铌酸锂钠陶瓷的热释电性与弹性研究

在 12 0～ 32 0 K的温度范围内研究了锂酸锂钠陶瓷的热释电性与弹性。其热释电行为与弹性行为在低温区域内显著反常 ,表明该陶瓷存在低温铁电 -铁电相变。观测到极化方向的热释电系数改变符号及热释电电荷随时间改变极性的现象。

铁电复合材料TGS-PVDF的介电和热释电性能的研究

制备了TGS-PVDF铁电复合材料,测量了该材料的介电常数、介质损耗和热释电系数,计算了该材料的热释电优值因子,并初步测试了由该材料制成的热释电探测器的性能。

(Pb,La)TiO_3铁电薄膜的制备及热释电性能研究

讨论了ＰＬＴ１５铁电薄膜的溶胶－凝胶制备技术，及ＰＬＴ薄膜的结构和电性能研究。结果表明，在Ｓｉ基片上成功地生长出钙钛矿型结构多晶铁电薄膜，在（１１１）Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ上外延生长出（１１１）ＰＬＴ１５铁电薄膜。溶胶－凝胶制备的ＰＬＴ１５铁电薄膜具有优良的热释电性能，其热释电系数ｐ为５．２５×１０－８Ｃｃｍ－２Ｋ－１，电压响应率优值ＦＶ达到０．７８×１０－１０Ｃｃｍ／Ｊ，探测率优值Ｆｍ为１．１３×１０－８Ｃｃｍ／Ｊ。

掺杂TGS晶体的生长及热释电性能研究

选择重稀土离子Dy3+为掺杂阳离子,DL-丙氨酸与L-谷氨酸部分取代甘氨酸分子,生长了不同掺杂配比的TGS晶体。生长和测试实验表明,掺杂TGS晶体较纯TGS晶体易于生长。将掺杂晶体生长溶液的pH值控制在1~4,可改变掺杂晶体的结晶习性。用ICP发射光谱测试了掺杂晶体中稀土元素的含量,用X射线粉末衍射法测定了晶格参数,结果表明:元素已进入晶体,晶格参数稍有变化,但掺杂晶体的对称性仍为C2-2。通过测量掺杂晶体的电滞回线,得到了内偏压场,还测量了各样品的热释电系数、自发极化强度,作了温度曲线,并分析了各掺杂剂对提高热释电性能和锁定极化的作用。结果表明:是有应用前景的热释电材料。

Nd∶DL-ALa∶L-GLu∶TGS晶体的生长及热释电性能研究

选择Ｎｄ２Ｏ３、Ｌ谷氨酸、ＤＬ丙氨酸为掺杂剂，生长出Ｎｄ：ＤＬＡＬａ∶ＬＧＬｕ∶ＴＧＳ晶体，测定了其热释电性能。结果表明。

铌酸锂钠陶瓷的低温热释电性

在320～120K 的温度范围内研究了 Li_(0.06)Na_(0.94)NbO_3陶瓷的热释电性。在某些温度区域内,其热释电性表现出显著的反常行为,与 Li_xNa_(1-x)NbO_3晶体的低温热释电性非常相似,表明 Li_(0.06)Na_(0.94)NbO_3陶瓷在低温区域存在相变,该相变有很大的热滞(约80K),相变时因自发极化转向而使极化方向的热释电系数改变符号。观测了热释电电荷的时间响应,相变区域内热释电电荷随时间改变极性的特异现象,说明相变过程中两相共存。本工作证实了我们对 Li_xNa_(1-x)NbO_3晶体的研究结果是正确的。

THAMAs晶体的介电压电弹性和热释电性

首次测定了属于点群2的极性晶体三羟甲基氨基甲烷砷酸盐(THAMAs)的全部介电、压电及弹性常数,并研究了其低温热释电性。热释电系数在低温时呈现两个峰,其机理有待进一步研究。

PbO和Bi_2O_3-Li_2CO_3助烧剂对Pb(Zr_(0.9)Ti_(0.1))O_3厚膜热释电性能的影响

采用丝网印刷工艺制备了Pb(Zr0.9T0.1)O3(PZT)厚膜,研究了过量PbO和Bi2O3-Li2CO3共同助烧对PZT厚膜低温烧结特性、微观结构、相构成以及介电和热释电性能的影响。结果表明:随着过量PbO及Bi2O3-Li2CO3添加量的增加,PZT厚膜的烧结温度和晶粒尺寸均逐渐降低。当PbO过量6.4%(质量分数)、Bi2O3-Li2CO3添加量为5.4%(质量分数)时,PZT厚膜可在900℃低温下致密成瓷,且其热释电系数和探测率优值均得到大幅提高;所得样品在30℃时的热释电系数为10.6×10–8C.cm–2.K–1,探测率优值为8.2×10–5Pa–1/2。

兼具非线性光学和热释电性能的有机-无机杂化薄膜

用溶胶 -凝胶法和原位加热极化聚合法制备了以 4-[N,N-二 -(二羟乙基 )氨基苯基 ]-2 ,4-二 -( 4 ,4 -二硝基苯基 )咪唑 ( 4 HAPN)为生色团 ,以 Ta( )的金属醇盐为无机前驱体的有机 -无机杂化聚合物材料 .用二次谐波产生技术和数字电荷积分法测得极化薄膜的二阶非线性光学系数 d3 3 为 1 7.2 pm/V,平均热释电系数为 4.3× 1 0 -6C/( cm2 · K) .

掺杂TGS晶体的生长及热释电性能的研究

选择稀土离子Dy^(3+)作为掺杂阳离子，DL－丙氨酸和L-谷氨酸部分取代甘氨酸分子，进行了不同掺杂配比的TGS晶体生长研究．实验表明，掺杂TGS晶体易于生长，且晶体对称性仍为C_2，易领定极化，热释电性能较纯TGS晶体有显著提高．