電場誘導(dǎo)鈣鈦礦材料鐵電相變的唯象理論研究.pdf

1、PbTiO3(PT)是一種典型的鈣鈦礦鐵電材料，由于具有優(yōu)良的介電、壓電、熱釋電和鐵電等性質(zhì)被廣泛的用來制造高頻陶瓷過濾器、表面聲波器件、紅外傳感器和非易揮發(fā)性鐵電隨機存儲器等。本文在朗道-金茲堡-德文希爾唯象理論的基礎(chǔ)上，研究外加電場效應(yīng)對PT材料相變、壓電性質(zhì)及極化轉(zhuǎn)動的影響，主要研究結(jié)果如下：
　　1.在純的PT中，沿偽立方[011]、[111]方向加載電場，建立了電場-溫度相圖。當(dāng)電場沿偽立方[011]軸，誘導(dǎo)四方-單斜-

2、正交(T-MC-O)、四方-單斜(T-MC-MB)相變，在MC-O相轉(zhuǎn)變區(qū)域，壓電系數(shù)d33超高，超過了8000 pC/N。當(dāng)電場沿偽立方[111]軸，電場誘導(dǎo)四方-單斜-菱方(T-MA-R)相變，在接近MA-R轉(zhuǎn)變的臨界電場時，壓電系數(shù)d33有明顯的增大。通過靜水壓方法能有效降低相變的臨界電場(E011C和E111C)。
　　2.在外延各向同性和各向異性應(yīng)變的PT薄膜中，沿著[001]軸加載電場，建立了電場-應(yīng)變，電場-溫度等相

3、圖。我們系統(tǒng)的研究了電場誘導(dǎo)的單斜相和三斜相的穩(wěn)定性。通過控制電場與應(yīng)變之間的耦合可以確定電場誘導(dǎo)的不同相變，各向同性應(yīng)變有利于單斜相(MA(r)、MB(r))，而各向異性應(yīng)變有利于單斜相(MC)、三斜(triclinic)結(jié)構(gòu)。隨著溫度和應(yīng)變各向異性的增加，MC比triclinic更穩(wěn)定。單斜和三斜相有高的壓電系數(shù) d35和d33，在大小相等而方向相反的應(yīng)變條件下，MC相區(qū)有高的壓電行為。
　　3.在PT材料中，外加電場能誘導(dǎo)低