驰豫型铁电体中极性微区之间的静电耦合与弹性耦合

根据静电场理论和弹力场理论，对驰豫型铁电体中相邻性微区之间的静电耦合能和弹性耦合能进行了计算，并以此为依据，分析了邻近性微区可能的极化取向。静电耦合效应与弹性耦合效应可以很好地解释在ＰｂＴｉＯ３固溶体中，随着Ｐｂ－ＴｉＯ３含量的增加，驰豫现象逐渐消失的原因。

PMN-PT和BST铁电陶瓷的低频高场疲劳特性及去除疲劳方法的研究

第一次研究了PbMg1/ 3 Nb2 / 3 O3 PbTiO3 (PMN PT)和Ba1-xSrxTiO3 (BST)铁电陶瓷的低频高场电循环下的疲劳及其采用在顺电相保温 2 0min去疲劳的效果。实验表明 :PMN PT和BST相比 ,同样条件下的电循环后PMN PT易产生明显的疲劳 ;但BST从一开始就有少量的疲劳存在 ,PMN PT则直到 5×10 4才开始出现疲劳。同样的电循环数后 ,去除疲劳的效果不一样 :BST在靠近Tc 处比PMN PT靠近Tm 处去除疲劳的效果好 ,但 60℃后在增加温度仍有部分疲劳不能消除 ,直到 15 0℃时疲劳仍不能完全消除 ;而PMN PT在 110℃时疲劳已完全消除。

弛豫型铁电体的动态相变行为研究

通过对掺钛铌镁酸铅铁电陶瓷Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）０．８Ｔｉ０．２Ｏ３介电、铁电、热学行为及结构等的详细测量，发现这一材料由高温顺电态转变为弛豫型铁电态，表现出典型弥散性相变特征；由弛豫型铁电态转变为正常铁电态，则表现出一级相变特征。进而探讨了复合钙钛矿铁电体中极性微区的动态结构转变特征。

铌锌酸铅基弛豫型铁电体的偏压介电行为研究

测定了铌锌酸铅基弛豫型铁电体ＰＺＮ－ＢＴ－ＰＴ（８３／１０／７）在不同偏压条件下介电行为随温度的变化，通过介电常数导数与温度关系的研究，有效地分离出了弛豫型铁电体极性微区的偏压响应特征，得到了一系列特征温度，并发现介电常数与介电损耗的特征温度之间有着必然的内在联系．

Ba_(1-x)Bi_x(Ti_(0.9)Zr_(0.1))O_3陶瓷的介电弛豫特征

采用固相反应法制备了Ba1-xBix(Ti0.9Zr0.1)O3(x=0.01,0.02,0.03,0.04)陶瓷,X射线衍射分析表明所有样品均是四方晶体结构,3%mol的Bi3+能够完全溶入钙钛矿晶格中。不同频率下Ba1-xBix(Ti0.9Zr0.1)O3陶瓷的介电温谱显示所有样品均表现出弥散相变的特征,在x≥0.02的三组样品又表现出弛豫铁电体的特征。通过纳米极性微区和畴壁探讨了弛豫现象产生的机理。

N(Mg):N(Nb)为1:1时0.93PMN-0.07PT陶瓷的弛豫性能

在制备 ０．９３ＰＭＮ－０．０７ＰＴ（ＰＭＮＴ）陶瓷时，让 ＭｇＯ过剩使Ｎ（Ｍｇ）：Ｎ（Ｎｂ）（原子比）为１：１，它与ＰＭＮ的极性微区［Ｐｂ２ＭｇＮｂ］中Ｍｇ和Ｎｂ的原于比相同．测试结果表明：与以往的ＰＭＮ－ＰＴ材料（ＰＴ的原子百分数小于 ３５％）的情况不同，在ＸＲＤ图中可观测到的铁电四方相；代表极性的 Ｎｂ－Ｏ－Ｎｂ的键振动，在Ｒａｍａｎ谱中强至可以与低温时ＰＭＮ中存在长程相关的Ｎｂ－Ｏ－Ｎｂ键的振动相比较，这说明ＰＭＮＴ中的长程相关性增大．由于高铅缺位的钉扎、自由场的存在等的影响，在介电常数峰温的低温侧存在另一准弛豫铁电－准铁电性转变（ｑＲＦＥ－ｑｎＦＥ： ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）．

Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3-Li_2O陶瓷的结构、性能及其在偏置电场下的极化响应

采用柠檬酸盐法制备名义组成为Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3+x%Li_2O(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8)的陶瓷材料,研究在低温烧结条件下Li_2O含量对所制陶瓷材料的结构和介电性能的影响,并分析在偏置电场下所制陶瓷材料的介电响应及其内部极化行为。结果表明,室温下Li_2O固溶进入Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3晶格后,引起钙钛矿结构晶体的(200)晶面衍射峰的偏移和材料铁电-顺电相变温度的降低;处于顺电相的陶瓷材料中存在极性微区(PNRs),其对材料的非线性介电性能产生一定的贡献;添加较低含量的Li_2O(w(Li_2O)≤0.6%),陶瓷材料的PNRs尺寸和极化强度变化不明显,而Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3+0.8%Li_2O的PNRs尺寸和极化强度发生了明显的变化。

Pr掺杂对SrTiO_3薄膜光学性能的影响

采用金属有机物分解法在石英衬底上制备了Pr掺杂SrTiO3薄膜材料,并对其光学性能进行了研究。Raman谱显示Pr掺杂SrTiO3样品中存在极性纳米微区。另外,所有样品都表现出高的光学透过率,并且Pr的含量对样品的透过率和能隙都有明显影响,这与Pr掺杂造成样品的晶粒大小、晶格常数、结晶度以及氧空位浓度的变化有关。

处于顺电相的Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3-Li_2O陶瓷极化机理的研究

Ba_(1-x)Sr_xTiO_3系列的铁电材料在偏置电场作用下具有强的介电非线性,在可调微波器件方面有广阔的应用前景。材料中极化实体在偏置电场作用下的极化行为反映出介电非线性的物理本质。采用柠檬酸盐法制备名义组成为Ba0.6Sr0.4Ti O3+0.5 wt.%Li2O(简称BSTL)的陶瓷样品,研究了样品的晶体结构和非线性介电性能。XRD分析结果和介电温谱表明陶瓷样品在室温下处于顺电相。P-E曲线和偏置电场下的介电性能表明陶瓷样品中存在极性微区(PNRs),该极性微区对样品的介电非线性具有一定程度的贡献。通过多重极化机制模型拟合,计算出PNRs的极化强度和尺寸分别为0.214μC/cm^2和5.76 nm。

晶态材料中的挠曲电效应:现状与展望

挠曲电效应描述的是应变梯度诱导的电极化现象以及电场梯度诱导的材料应变现象。该效应作为一类特殊的力电耦合效应,具有不受材料对称性限制、不受材料居里温度限制以及小尺寸效应等特点,广泛存在于液晶、生物材料、介质材料(如钛酸钡陶瓷)中,具有非常重要的传感和驱动应用前景。本文重点综述了过去10余年间挠曲电理论、实验以及应用研究进展,对挠曲电的机理进行了讨论,同时对未来挠曲电的发展提出了展望。

Sm_(2)O_(3)掺杂PMN-PZT陶瓷的电学性能及机理分析

采用固相法制备0.21 Pb(Mg 1/3 Nb 2/3)O 3-0.79Pb(Zr 0.48 Ti 0.52)O 3+x%Sm 2O 3压电陶瓷,其中x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、激光拉曼光谱仪、测试陶瓷的压电常数(d 33)、相对介电常数(εr)及介质损耗(tanδ),研究Sm 2O 3掺杂对PMN-PZT陶瓷的物相组成、微观形貌、介电压电性能的影响,结合EDS和拉曼光谱对影响机理进行分析.结果表明,掺杂Sm 2O 3能调控PMN-PZT陶瓷的晶型,细化晶粒,适当降低烧结温度,还可以构筑极性纳米微区(PNRs)和无序局域结构,促使介电、压电性能提升.其机理主要是Sm 3+取代Pb 2+而产生铅空位,形成内部钉扎效应,晶粒细化导致畴壁密度增加,使得压电效应增强;极性纳米微区(PNRs)和无序局域结构的产生,改善材料的弛豫特性,提高介电性能.此外,可以结合EDS能谱和拉曼光谱表征极性纳米微区及局域结构,为介电、压电材料的设计和表征提供一种新的参考.

钛酸铋钠系铁电体的相变研究

研究了 (Na0 .5Bi0 .5)TiO3,(Na0 .5Bi0 .5) ( 1 -x) BaxTiO3和 (Na0 .5Bi0 .5) ( 1 -x) SrxTiO3陶瓷的介电温谱 ,确认了该系列材料在 5 2 0℃以下的高、低温两种介电反常和存在于这一温度区间的巨大热滞现象 .发现该类材料只存在对应于低温介电反常的介电损耗峰 ,而对于高温介电峰则无对应的损耗峰 .同时 ,常温时材料的结构特征对于其介电温谱的特征影响较小 ,但施加偏置场却可明显改变材料的介电温谱特征 :1)可使得材料的热滞现象几乎消失 ;2 )适当偏置场下材料升降温介电曲线可与零偏场下介电降温曲线重合 .经过分析 ,认为钛酸铋钠系材料不存在高温反铁电相 ,而该类材料高。