压电材料中缺陷偶极子特性的研究进展

压电材料通过受主掺杂或烧结挥发等可以形成缺陷偶极子,缺陷偶极子对材料的性能有显著的影响。本文综述了压电材料中缺陷偶极子的产生及其在外场下的响应机理,同时,从缺陷偶极子运动的角度分析了压电材料中老化、电滞回线异常及电致形状记忆效应等现象的起源,简要分析了偶极子弛豫现象,并对未来发展高可靠性压电驱动器的研究作了展望。     

PbZr0.52Ti0.48O3薄膜红外椭圆偏振光谱研究

用磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2 /Si衬底上制备了PbZr0 .52 Ti0 .4 8O3(PZT)薄膜 .XRD结果表明经过退火后的PZT薄膜呈现多晶结构 .通过红外椭圆偏振光谱仪测量了λ为 2 .5～ 12 .6 μm范围内PZT薄膜的椭偏光谱 ,采用经典色散模型拟合获得PZT薄膜的红外光学常数 ,同时拟合得到未经处理的PZT薄膜和退火后PZT薄膜的厚度分别为 45 4.2nm和 45 0 .3nm .最后通过拟合计算得到结晶PZT薄膜的静态电荷值为 |q|=1.76 9± 0 .0 2 4.这说明在磁控溅射法制备的PZT薄膜中 ,电荷的转移是不完全的 .     

Pb0.3CaxSr0.7-xTiO3陶瓷的室温电卡效应

电卡效应是极性材料中极化强度和温度的相互作用, 具有电卡效应的铁电陶瓷材料在高效固态制冷领域有很好的应用前景。本研究以Pb_0.3Ca_xSr_0.7-xTiO₃ [PCST(x), x = 0.00, 0.05, 0.10, 0.15]陶瓷为对象, 系统研究了在电场作用下Ca含量对材料介电性能和铁电性能的影响, 并通过间接法计算了不同温度下材料的电卡温变。研究结果显示: Ca含量可显著调控PCST陶瓷的弥散相变特性, PCST(0.05)的相变弥散因子随外加电场的增大而增大, 可利用弥散相变在较宽温度区间内获得较大的电卡效应。经计算可得: PCST(0.05)在室温下可产生1.71 K的温变。当电场为8 kV/mm时, PCST(0.05)陶瓷在5~70 ℃的温度范围内, 绝热温变均大于1 K, 表现出优异的电卡效应。     

多孔PZT95/5铁电陶瓷材料研究进展

基于铁电材料冲击波去极化效应的高功率脉冲电源在国防和高新技术领域具有重要应用。PZT95/5铁电陶瓷是目前铁电体高功率脉冲电源应用的理想材料。近年来, 多孔PZT95/5铁电陶瓷被发现具有更优异的综合性能而引起广泛关注。本文概述了多孔PZT95/5铁电陶瓷在微结构与性能调控、冲击波加载下的响应行为以及抗冲击损伤机制等方面的最新进展。研究发现, 具有合适气孔率和气孔分布的多孔PZT95/5铁电陶瓷具有优异的抗冲击损伤和耐电击穿性能; 多孔脆性材料中破碎介质的“滑移与转动”变形机制增强了材料的塑性变形, 从而提高了多孔材料的抗冲击损伤性能。最后, 简要介绍了BNT基无铅铁电陶瓷以及PIN-PMN铁电单晶在高功率脉冲电源方面应用的研究进展, 并对未来研究工作提出展望。     

钛酸铋钠基铁电陶瓷的热释电性能研究进展

介绍了高光谱用红外探测器的性能及使用情况,并将其与国外同类型高光谱红外探测器的关键指标(如信噪比、暗电流、读出噪声等)进行了对比测试分析。经过衬底去除工艺,短波探测器的光谱响应达到0.4~2.6 μm,平均量子效率超过75%,动态范围内响应线性度拟合曲线的R²值都大于 0.99,半阱信噪比可达到1600。该探测器的性能超过了国外报道的同类器件,满足我国高光谱应用需求。     

锰掺杂对PbZr0.5Ti0.5O3铁电薄膜电学性能的影响

采用Sol-gel方法在生长有LNO3的Si(100)衬底上制备了掺Mn的PbZr0.5Ti0.5O3铁电薄膜(PMZT)。PMZT薄膜具有优良的铁电性。在外加电场下观察到了非对称剩余极化翻转行为。这种剩余极化的翻转不对称随着锰掺杂浓度的增加而变大,从而表明极化过程中产生的内建偏压电场是由Mn的掺杂引起的。当薄膜厚度保持不变时候,PMZT薄膜的剩余极化(Pr)和平均矫顽电场(Ec)随着锰掺杂浓度的增大而减小。在低频下,PMZT薄膜的介电常数随着锰的掺杂浓度的增加而减小。瞬时电流随着时间的呈指数衰减,最后到达饱和的稳态值。样品的漏电流密度随着电压的增加而近似地线性增加,显示出欧姆特性。在相同电压下,漏电流密度随着Mn掺杂浓度的增加而增加。     

改进溶胶-凝胶法制备PZT5O/5O铁电薄膜

采用改进的溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了PZT50/50铁电薄膜，用X射线衍射表征了薄膜的物相，用原子力显微镜（AFM）表征薄膜的微观形貌，用RT-66A测量了薄膜的铁电特性，获得了具有优良的铁电性能的晶粒尺寸为100nm的PZT50/50铁电薄膜，在20V电压下，Pr=31.83uC/cm^2。     

LaNiO3缓冲层对Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜的影响

采用化学溶液法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了PbZr0．4Ti0.6O3／LaNiO3(PZT／LNO)多层薄膜。X射线衍射测量表明LNO缓冲层的引入使PZT薄膜(111)择优取向度减小,(100)取向增加。原子力显微镜测量表明引入LNO缓冲层使得PZT薄膜表面更加平整、致密。在LNO缓冲层上制备的PZT薄膜具有优良的铁电特性和介电特性：LNO缓冲层厚度为40nm时,500kV／cm的外加电．场下。剩余极化(Pr)为37．6μC／cm^2,矫顽电场(Ec)为65kV／cm;100kHz时,介电常数达到822,并且发现LNO缓冲层的厚度为40nm,PZT的铁电、介电特性改进最为显著。     

改进溶胶-凝胶法制备PZT50/50铁电薄膜

采用改进的溶胶凝胶法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备了ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，用Ｘ射线衍射表征了薄膜的物相，用原子力显微镜（ＡＦＭ）表征薄膜的微观形貌，用ＲＴ６６Ａ测量了薄膜的铁电特性，获得了具有优良的铁电性能的晶粒尺寸为１００ｎｍ的ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，在２０Ｖ电压下，Ｐｒ＝３１．８３μＣ／ｃｍ２。     

溶胶—凝胶法制备的PbTiO3薄膜的光学性质研究

采用溶胶－凝胶法在石英玻璃衬底上制备出均匀透明的无定形PbTiO3薄膜，并对其 光学性质进行了详细的研究，发现其折射率的波形符合经典的Cauchy函数。由半导体理论计算得到无定形的PbTiO3薄膜的光学禁带宽度为3．84eV.FTIR透射光 谱研究表明无定形PbTiO3薄膜在中红外波段没有吸收峰出现，对于在550℃下 快速热退火得到的PbTiO3薄膜，通过远红外反射光谱测量，观察到了6个约外活性声子膜。