具有钙钛矿结构的分子铁电体研究进展

铁电材料是一类重要的功能性材料,由于其特殊的可翻转的自发极化,铁电材料在能源、信息、传感、医学等领域都有着广泛的应用.自20世纪以来,具有钙钛矿结构的铁电材料由于其优异的性质一直活跃在应用的舞台上,而其中应用较为广泛的几乎都是无机钙钛矿材料.近年来,随着科学技术的发展,人们发现了众多具有钙钛矿结构的分子铁电体.这些新型的分子铁电体具有较低的声阻抗、容易进行结构设计和调控、容易实现多种功能特性等优点,有望在柔性电子学、薄膜器件等应用中成为无机钙钛矿铁电材料的有益补充.本文结合分子钙钛矿铁电体的设计思路,对近年来其在压电、能隙调控、光电等功能特性方面取得的进展进行了介绍.     

硫酸三甘肽(TGS)晶体中电畴的观察

TGS晶体是一种铁电晶体,是现阶段制备热释电探测器件的一种较好的材料。 铁电体的一个重要特性,是在一定的温度范围内具有自发电极化强度。自发极化是被晶体中存在的电偶极矩所决定的,在晶体中有这样一些区域,其中电偶极矩的取向一致,具有相同的自发电极化方向,这些区域就称为电畴。我们观察电畴的目的,在于找出晶体的电畴结构和宏观性质之间的联系。     

铁电体热释电循环的能量转换机理

环境中的废热可以被铁电体在变温和变电场的热释电循环中转换为电能.然而,铁电体的极化强度随外界条件的变化一直是待解的难题.本文根据电场作用下铁电体中偶极子在三维空间转动的唯象理论,引入偶极子的耦合效应解决了极化强度在一定初始条件下随温度和电场的变化规律,推导出了奥尔森热释电循环中温度和电场对极化强度和热释电转换效率的影响规律.通过数值模拟得到如下结论:热释电循环的等高温线与电滞回线的上曲线重合;等低温线在电滞回线的中线与上线之间,由所加最大电场决定;热释电循环时,低温端的温度越接近居里点,以及高温端的温度略高于居里点,会有较高且较为稳定的热释电转换效率.上述结论与实验结果基本相符.     

铁电单晶单畴化温度

经过人工极化的铁电体在铁电相变温度附近有特别大的热释电系数,有可能应用于热能和电能的直接转换而引起了广泛的注意。然而国内外传统采用的热释电系数测量方法在接近样品的居里点时并不可靠,只能给出虚假的数据,其中混杂有反向电畴生长的退极化效应的贡献。最近的实验证明,一个铁电单晶在低于其FE-PE相交点T_c的某个温度T_s以下,人工极化得到的单畴状态才是稳定的。在T_s和T_c之间的温度上,一个自由的铁电单晶将自发     

铁电体热释电系数的本征和场致增强模式的机理

铁电材料制备的红外探测器主要有两种工作模式:热释电体的无电场本征模式和铁电体的场致增强模式.利用铁电体的唯象理论,通过引入偶极子耦合,得到了两种模式热释电系数的理论公式.其数值模拟表明,在热释电体的本征模式中,热释电系数随温度的上升而增加,接近居里温度时急剧增大.在铁电体的场致增强模式中,热释电系数由场致诱导极化的温度效应和偶极子的转动效应产生.在低温区,低电场时以偶极子的转动为主形成一个尖锐的峰,增大电场后变为以场致诱导极化为主.温度升高,以偶极子转动引起的热释电系数峰向高电场方向移动,在顺电相,以场致诱导极化为主.铁电体用于热释电效应时,保持温度稳定性的基本方法是温度越高,施加的电场越大.     

离子极化和碳酸盐热稳定性规律

据文献报道,笔者在定量研究离子极化作用对硫酸盐和硝酸盐热稳定性影响时,曾引入一个称为“中心原子稳定势”的键参数函数作为定量标度,并分别考证了它们的分解温度.本文试图进一步探讨碳酸盐热稳定性与离子极化作用之间的定量关系,并应用“中心原子稳定势”预测碳酸盐分解温度。     

铁电体和半导体接触现象研究进展

一、引言在半导体物理学领域中,接触现象一直是重要的探索方向.铁电体和半导体接触则是近二十年来开展的研究课题.初期的工作主要在以铁电晶体为衬底的样品上进行,观测铁电晶体中的剩余极化对淀积半导体薄膜的电导调制作用,即所谓铁电场效应研究.     

对称性自发破缺的历史发展

本世纪最伟大的科学成就之一是弱电统一理论,而使该理论取得重大突破性发展的是真空对称性自发破缺的应用。对称性自发破缺的概念在当代物理学中占有十分重要的地位。本文将研究探索对称性自发破缺概念是如何从固体物理学领域(特别是超导现象)移植到粒子物理学中,以及物理学家们是如何克服重重困难,最后使其成为粒子物理学的重要概念的。     

TGS晶体中取代基元的作用

硫酸三甘肽([NH_2CH_2COOH]_3·H_2SO_4)简称TGS,从TGS的过饱和溶液中可生长,出优质完整的TGS晶体。TGS晶体是一种较典型的铁电体,居里温度(T_c)为49℃左右,在室温下,它具有优良的热释电性能,但当温度高于T_c时,晶体的自发极化消失,变为无极性晶体。 TGS晶体结构沿c轴方向的投影,如图1所示。 TGS晶胞是由三种构型不同的甘氨酸     

氧化钙稳定氧化锆的极化研究

在1300℃的空气中考察了10％克分子CaO稳定的ZrO_2在直流电场作用下的极化.铂金属引片电极与氧化锆接触必须充分良好,以免因表面极化出现在氧化锆结构变化之前而使实验过早中止.同时,尽可能减少由于引片铂在氧化锆中扩散所产生的应力,以防止试样过早开裂.     

新型高温铁电体RTP的相变特性

磷酸钛氧铷(RbTi0P0。,简称RTP)是一种性能优良的非线性光学晶体,又是一种新型高温铁电体,由于难以获得高质量单晶和具有很高的离子电导性,故未见其晶体生长等方面报道,它的铁电相变特性也不清楚.     

铁电液晶高速开关的性质

铁电液晶是迄今发现的唯一的液态铁电体。它通常出现在由手征性分子构成的倾斜近晶S_C~*相中。铁电液晶在温度超过某一温度T_C(居里点)后,铁电性消失,进入具有顺电相的近晶S_A相。一般说来,液晶在外电场的驱动下,其响应时间可用下式表示: τ=η/P_B·E.其中,η为液晶的粘滞系数;P_B为电极化强     

新型电子铁电体LuFe2O4研究的新进展

中国科学院物理研究所电子显微镜重点实验室李建奇研究组利用低温原位透射电子显微技术对新型电子铁电体LuFe2O4进行了系统研究，在550～20K温度区间，发现了一系列的电荷有序转变现象．首次确定了这种体系内三维电荷序的基本结构特性，低温下可以直接观测到两个调制波，其波矢量为q1=113（116）和q2＝q1／10＋（003／2）；     

钙钛矿型铁电体的分布规律及其宏观铁电性能的预测

一、前言在文献[1]中用二元化学键参数△x=(x_B-x_A)×100及(z/r_k)_A/(z/r_k)_B得到了钙钛矿型铁电体存在的稳定区域,用分段二次连续方程描述了钙钛矿型铁电体与非铁电体区域的分界线。根据这一方程可以计算予测新的具有这种构型的可能的铁电体,为探索新的铁电     

玻色凝聚原子气体跨越自发对称性破缺的普适非平衡动力学研究进展

自发对称性破缺是自然界中普遍存在的物理现象,从宇宙星系的形成到超流涡旋的产生,它广泛存在于宇宙学、凝聚态物理以及原子分子光物理等各个领域之中.自发对称性破缺过程中的普适临界动力学可用Kibble-Zurek机制描述,该机制描述了体系非绝热激发和淬火速率之间的普适标度关系.研究普适临界动力学既可以加深人们对早期宇宙中复杂...     

四方钨青铜型结构铌酸盐铁电体的低温相变

许多具有四方钨青铜型结构的铌酸盐是铁电体,铌酸锶钡(SBN)和铌酸锶钡钾钠(KNSBN)是其中两个熟知的系列。这些晶体由于具有优良的电光特性,非线性光学特性和热电性而受到人们的重视。关于这两类晶体的高温相变已有不少研究。它们的高温顺电相属     

弛豫型铁电单晶0.76PMN-0.24PT的铁电相变特征

采用介电铁电与热释电表征法, 结合电畴结构的实时观察, 对0.76PMN-0.24PT 单晶的相变特征进行了研究, 发现其铁电性质介于典型弛豫铁电体与正常铁电体之间. 该单晶极化前具有一种处于微畴至典型宏畴之间的过渡型电畴, 其(001)晶片在极化后发生场致相变, 并在其后的升温程序中表现出两个特征温度T_d 与^T_m . ^T_d 为电容率随温度下降而开始急剧下降的温度, 对应于零场升温程序中的由电场诱导的典型宏畴-过渡型宏畴的转化; 在^T_d ~^T_m 温区, 晶体持续发生铁电-顺电相变或退极化作用, 以宏畴态存在的铁电相与顺电相共存; 在略高于^T_m 的温度, 晶体转化为宏观顺电相, 铁电相以微畴态存在. 由于场致相变与晶体取向有关, 相对于同成分的单晶来说, 多晶陶瓷在同样的温度-电场历程下显示不出特征温度^T_d.     

对顶铁电畴及其特性研究

一、引言 在氢键铁电体硫酸三甘氨酸[分子式(NH_2CH_2COOH)_3·H_2SO_4,简称TGS]及同类晶体中仅存在180°铁电畴,要么所有畴的自发极化强度P_5同向排列(单畴,见图1a),要么相     

弛豫型铁电单晶0.76PMN-0.24PT的铁电相变特征

采用介电、铁电与热释电表征法，结合电畴结构的实时观察，对０．７６ＰＭＮ－０．２４ＰＴ单晶的相变特征进行了研究，发现其铁电性质介于典型弛豫铁电体与正常铁电体之间．该单晶极化前具有一种处于微畴至典型宏畴之间的过渡型电畴，其（００１）晶片在极化后发生场致相变，并在其后的升温程序中表现出两个特征温度Ｔ_ｄ与Ｔ_ｍ．Ｔ_ｄ为电容率随温度下降而开始急剧下降的温度，对应于零场升温程序中的由电场诱导的典型宏畴－过渡型宏畴的转化；在Ｔ_ｄ～Ｔ_ｍ温区，晶体持续发生铁电－顺电相变或退极化作用，以宏畴态存在的铁电相与顺电相共存；在略高于Ｔ_ｍ的温度，晶体转化为宏观顺电相，铁电相以微畴态存在．由于场致相变与晶体取向有关，相对于同成分的单晶来说，多晶陶瓷在同样的温度一电场历程下显示不出特征温度Ｔ_ｄ．     

侧基对极化聚合物薄膜倍频效率的影响

具有A-π-D结构的分子(其中A表示拉电子基,D表示给电子基,π为连接A,D的电子通道),具有较大的超极化率β,可以制成二阶非线性光学系数较大的极化聚合物薄膜。极化聚合物方法最早是由Meredith等人报道的,其基本思想主要是利用外电场使聚合物薄膜中的生色团分子取向,形成有序排列,以破坏宏观对称性。