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鐵電材料在材料中占據(jù)的位置及鐵電材料測試系統(tǒng)的應(yīng)用
日期：2019-01-04瀏覽：1690次
鐵電材料在材料中占據(jù)的位置及鐵電材料測試系統(tǒng)的應(yīng)用
鐵電材料是一種存在自發(fā)極化的材料，且自發(fā)極化有兩個或多個可能的取向，在電場作用下，其取向可以改變。它具有介電、壓電、熱釋電、鐵電以及電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)、光折變效應(yīng)和非線性光學(xué)效應(yīng)等重要特性。鐵電體概括起來可以分成兩大類，一類以KH2PO4為代表，具有氫鍵，從順電相過渡到鐵電相是無序到有序的相變，屬有序無序型。另一類為位移型鐵電體，以BaTiO3為代表，從順電相到鐵電相轉(zhuǎn)變是由其中兩個子晶格發(fā)生相對位移?！ ?/div>
鐵電材料，是指具有鐵電效應(yīng)的一類材料，它是熱釋電材料的一個分支。鐵電材料及其應(yīng)用研究已成為凝聚態(tài)物理、固體電子學(xué)領(lǐng)域熱門的研究課題之一。鐵電材料是一類重要的功能材料，是近年來高新技術(shù)研究的前沿和熱點(diǎn)之一。
在一些電介質(zhì)晶體中，晶胞的結(jié)構(gòu)使正負(fù)電荷重心不重合而出現(xiàn)電偶極矩，產(chǎn)生不等于零的電極化強(qiáng)度，使晶體具有自發(fā)極化，晶體的這種性質(zhì)叫鐵電性（ferroelectricity）?！ ?/div>
鐵電性：
鐵電性是某些絕緣體材料中在外加電場的作用下自發(fā)極化可以被反轉(zhuǎn)的特性。多數(shù)材料的極化是與外加電場線性成正比的，非線性效應(yīng)是不顯著的。這種極化叫做電介質(zhì)極化。有些稱作順電體的材料，線性的極化效應(yīng)更加顯著。于是與極化曲線斜率相對應(yīng)的介電常數(shù)是以一個外加電場的函數(shù)。除了非線性效應(yīng)以外，鐵電材料中還存在自發(fā)極化。這種材料稱作焦電材料。鐵電材料與其不同之處在于它的自發(fā)極化可以在外加電場作用下被反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個電滯歸線。一般來說，材料的鐵電性只存在于某一相變溫度以下，稱為居里溫度。在這個溫度以上，材料變?yōu)轫橂婓w?！ ?/div>
鐵磁體中的原子有固定的磁偶極矩，這些磁矩自發(fā)排列起來。自發(fā)排列的原因是固體中電子的量子力學(xué)效應(yīng)。鐵磁體的居里溫度指向順磁體轉(zhuǎn)變的溫度，同理對鐵電體，指材料不再是鐵電體的溫度。對于一塊未極化鐵電晶體，電疇隨機(jī)排列，凈極化強(qiáng)度為零。當(dāng)外加一個電場時，電疇同時向電場方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)電場足夠強(qiáng)時，全部電疇沿電場方向排列一致，這時晶體變成一個大電疇，處于極化飽和狀態(tài)。當(dāng)扭轉(zhuǎn)電場時，極化反轉(zhuǎn)但不回零，晶體獲得一個剩余極化強(qiáng)度PR，當(dāng)電場被扭轉(zhuǎn)到矯頑場Ec時，剩余極化強(qiáng)度被去除。鐵電相是一個相當(dāng)嚴(yán)格的狀態(tài)，大多數(shù)材料都是順電狀態(tài)，順電相指即使沒有固有電偶極子，電場也可誘發(fā)極化。而鐵電體是有極性的，他們因?yàn)榫О脑优帕卸鴵碛幸粋€固有電偶極矩。晶體有32個群，其中，21種是非中心對稱的。在他們之中，20中是壓電體，即壓力誘發(fā)極化。而在這20種之中只有10種在無壓力下是有極性的，即熱釋電體，溫度變化導(dǎo)致熱膨脹，熱膨脹導(dǎo)化強(qiáng)度變化。后，在這當(dāng)中，當(dāng)極化強(qiáng)度還可以被電場重新定向時，晶體才是鐵電體。
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鐵電材料測試系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域：
1．電介質(zhì)材料的各類電學(xué)性能，例如無機(jī)電介質(zhì)材料、有機(jī)高分子聚合物材料等
2.測試環(huán)狀固體材料在不同頻率下的磁導(dǎo)率（Permeability）及損耗正切值（Losstangent）。
