电介质物理在中国

陈季丹先生是我国电介质物理学教学的先驱和奠基人.1955年他在上海交通大学首先开设了电介质物理课程,陈季丹先生踏实、认真的学风是中国电介质物理学界的宝贵精神财富.嗣后,西安交通大学,电子科技大学,山东大学,中山大学,四川大学,南京大学,同济大学,中科院物理所,中科院硅酸盐所等对我国电介质物理学的发展作出了重要的贡献;这些年来,中国和前苏联、英国可能是最重视电介质的国家.然而,作为凝聚态物理的一个分支,电介质物理的发展却很不尽人意.我们对实际电介质中的许多基本的电物理过程却并不十分理解,例如各种复杂电荷体系对外场的响应方式及其影响因素;极化响应的快过程与慢过程;电荷团簇之间的相互作用与通讯方式;静电相互作用,弹性相互作用;各向异性;电荷的漂移,飘移电荷对外场的响应,飘移电荷间的相互作用,飘移电荷与媒体的相互作用;内场、局域场;缺陷、非均匀性和空间电荷等等的认识均有待深入.我们对实际电介质的结构与性能关系的认识则更加肤浅.我们甚至至今都无法从结构与性能关系出发正确地计算出最简单的碱卤晶体(Li,Na,K,Rb,Cs)(F,Cl,Br,I)的介电常数、介电损耗与温度系数;对于水(H2O)的介电性质,高介电常数晶体的...     

玻璃掺杂固溶半导体(ZnxCd1-xS)纳米微晶的溶胶-凝胶制备及光学性质研究

<正>玻璃掺杂半导体量子点材料表现出明显的量子限域作用和三阶非线性光学效应,它在制造全光学集成元件的应用前景越来越受到人们的重视。在这类材料的研究中一个很重要的问题就是:材料在具有大的非线性效应的同时还应具有合适的线性和非线性吸收。因为材料的非线性优值不但与非线性系数(χ³或n₂)成正比,而且与吸收系数成反比。但目前非线性系数比较大的一类直接能隙半导体具有确定的吸收边,例如CdS和ZnS的吸收边分别为2.42和3.8 eV,这就决定了它们的吸收特性的可调性很小。尽管可以通过量子尺寸效应改变其吸收边,但这种改变也是很有限的。从应用的角度来看,希望材料的吸收边能够根据需要而调整。     

铅基铁电薄膜低温结晶和单层厚度提高及其性能研究

非致冷红外焦平面阵列是小型、低功耗和高可靠性红外成像系统的关键组成部分,是国际的研究热点之一.铅基铁电薄膜是制备非致冷红外焦平面阵列的重要材料.然而,在湿化学方法制备铅基铁电薄膜中,有两个因素影响着铁电薄膜与微电子电路的集成一是铁电薄膜的结晶温度较高,一般在550～700℃之间,这一温度超过了常规微电子工艺的温度,导致铁电薄膜工艺与微电子工艺的兼容性差;二是一次成膜厚度薄,一般在0.1～0.2μm之间,大于此厚度的薄膜必需采用多次甩胶-预热处理过程,致使制膜周期冗长,这一工艺过程也降低了铁电薄膜制备工艺与微电子工艺的兼容性.在我们的研究工作中,我们选择聚合物聚醋酸乙烯酯(PVAC)为先体溶液的添加剂,采用金属有机物热分解法,对铅基铁电薄膜制备和性能进行了研究.结果表明PVAC不但能提高薄膜的单层厚度,还可以降低薄膜的结晶温度.通过加入PVAC,获得了单层厚度达到0.83μm、性能优良的PbTi O3和Pb(ZrxTi1-x)O3铁电薄膜,同时将薄膜的结晶温度降低了50～100℃.我们将讨论PVAC和工艺参数对铁电薄膜结晶、成膜特性和电学性能的影响,并对PVAC作用机理进行分析.     

A位La和Dy替代Bi2O3-ZnO-Nb2O5陶瓷结构及介电性能的研究

研究了A位La,Dy替代对BZN基陶瓷结构和介电性能的影响.在替代量x≤0.2的范围内,La替代样品均保持单一的立方焦绿石结构;在x<0.15的范围内,Dy替代样品为单一的立方焦绿石相;当x=0.2时,结构中出现杂相.随着La、Dy替代量的增加,陶瓷样品的晶粒尺寸、密度和介电性能发生有规律的变化;低温介电弛豫峰的峰形逐渐宽化;La替代样品的峰值温度向低温方向移动,Dy替代样品的峰值温度向低温方向移动.与x为0.1、0.15和0.2相对应的La替代样品弛豫峰峰值温度tm分别为-95℃,-99℃,-104℃,Dy替代样品弛豫峰峰值温度tm分别为-96℃,-89℃,-85℃.     

Y-Ba-Cu-O系高临界温度超导陶瓷组成与性能关系的研究

研究了主组成及少量外加物对Y_xBa_(1-x)CuO_3系超导陶瓷导电性与超导电性的影响.研究表明,当配料组成Y∶Ba≈1∶2时最容易制取稳定的、零电阻为88K以上的高临界温度T_c的超导材料;采用Bi、Pb、Na、Co等对阳离子进行部分替位更换,仍能获得超导特性,但对T_c值没有改进;少量外加物对YBa_2Cu_3O_(7-δ)系超导陶瓷的T_c值有明显的影响,微量钴离子的掺入可使T_c提高到110K,但掺入量较多时反使T_c降低.     

PZN—PT—BT陶瓷的铁电弛豫现象

研究了Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ２－ＰｂＴｉＯ３－ＢａＴｉＯ３（ＰＺＮ－ＰＴ－ＢＴ）系陶瓷的介电弛豫、热释电等现象与ＰｂＴｉＯ３含量的关系。探讨了热处理工艺对０．７５ＰＺＮ－０．２０ＰＴ－０．０５ＢＴ陶瓷的结构和性能的影响。运用宏畴－微畴理论对所得的实验现象进行了解释。     

Pb(Zr, Sn, Ti)O3反铁电-铁电陶瓷热释电谱

改性Pb(Zr,Sn,Ti)O₃ 反铁电-铁电陶瓷存在着多种晶体结构, 随着温度变化会发生相变而影响材料的性能. 研究了铌改性Pb(Zr,Sn,Ti)O₃反铁电-铁电陶瓷温度诱导相变中的热释电效应. 结果表明, 温度诱导相变引起电荷突变形成尖锐的热释电峰, 热释电峰的形状和位置取决于相变的类型和温度. 组分和初相态变化导致的不同相态变化过程形成峰形和峰位不同的热释电谱. 热释电谱不仅可以显示极化强度随温度的变化情况而且可以测定出弱的次级转变, 如在介电温谱中难以观测的反铁电AFE_A-AFE_B 铁电FE_L-FE_H 之间的相态转变在热释电谱中都有明显的热释电峰. 作为一种弱电测量方法, 热释电谱可以完整地反映Pb(Zr,Sn,Ti)O₃ 反铁电-铁电材料相态随温度变化的情况.     

非化学计量比对PZN—PT系铁电陶瓷结构稳定性的影响

本文研究了非化学计量比对ＰＺＮ—ＰＴ—ＢＴ铁电陶瓷结构稳定性的影响，结果表明，过量Ｚｎ２＋及过量Ｂａ２＋均对ＰＺＮ—ＰＺ—ＢＴ结构稳定性有利，但Ｂａ２＋过量超过一定量时，结构稳定性有下降趋势．     

PLZST反铁电陶瓷的电场诱导多次相变现象

在掺杂４％Ｌａ的Ｐｂ（Ｚｒ,Ｓｎ,Ｔｉ）Ｏ３系统中发现了一种温度在－４０－４５℃内的外电场可诱导多次相变材料。电滞回线测试显示,在４ＭＶ．ｍ＾－１的电场作用下样品依次从亚稳反铁电态诱导进入两种铁电态,其中第二铁电态出现的临界场２．５ＭＶ．ｍ＾－１仅是已发现ＰＺＴ基陶瓷的１０％－２０％。Ｘ射线衍射测定样品室温下是正交相结构。     

锶取代PZN-PMN-PT陶瓷的介电、压电性能研究

ＰＺＮＰＭＮＰＴ陶瓷在准同型相界具有良好的介电、压电性能．加入锶后,介电、压电性能有明显提高,居里点降低,同时三方相、四方相含量发生变化,使相界发生移动;在锶的摩尔分数为３％～５％时,压电性能最好．烧结后的样品经８５０℃退火处理后,样品的介电、压电性能均有大幅度提高,得到了压电系数ｄ３３高达６８０ｐＣ／Ｎ,ｄ３３达到－２８３ｐＣ／Ｎ,机电耦合系数ｋｐ达到５５％,ｋ３１达到３１％,峰值介电常数εｍ约为２５万的压电陶瓷