您现在的位置: 什么是 >> 科学科技 >> 正文

什么是铁电材料

作者:佚名 来源:网络 点击数: 日期:2009-12-25
文章导读
什么是铁电材料?铁电材料是什么意思?所谓铁电材料,是指具有铁电效应的一类材料,是热释电材料的一个分支。这种材料的晶体结构在不加外电场时就具有自发极化现象,其自发极化的方向能够被外加电场反转或重新定向。铁电材料的这种特性被称为“铁电现象”…
文章快速定位

所谓铁电材料,是指具有铁电效应的一类材料,是热释电材料的一个分支。这种材料的晶体结构在不加外电场时就具有自发极化现象,其自发极化的方向能够被外加电场反转或重新定向。铁电材料的这种特性被称为“铁电现象”或“铁电效应”。

铁电现象是在一种名为钙钛矿的材料中发现的,而钙钛矿材料的晶格点阵中的离子,是在某一方向上被分离成的正负离子,也就是在钙钛矿晶体内部产生了一个电耦极子。当给这种晶体加上一个电压时,这些耦极子就会在电场作用下排列。改变电压的方向,可使耦极子的方向反转。耦极子的这种可换向性,意味着它们可以在记忆芯片上表示一个“信息单元”。而且,即使在电压断开时,这些耦极子也会保持在原来的位置,使铁电存储器不用电就能保存数据。这与大多数计算机中使用的随机存取存储器的记忆芯片明显不同,后者需要用电才能保存数据。

铁电材料的特点是不仅具有自发极化,而且在一定温度范围内,自发极化偶极矩能随外施电场的方向而改变。它的极化强度P与外施电场强度E的关系曲线如图所示,与铁磁材料的磁通密度与磁场强度的关系曲线(B-H曲线)极为相似。极化强度P滞后于电场强度E,称为电滞曲线。电滞曲线是铁电材料的特征。即当铁电晶体二端加上电场E后,极化强度P 随E 增加沿OAB曲线上升,至B点后P 随E的变化呈线性(BC线段)。E下降,P不沿原曲线下降,而是沿CBD曲线下降。当E为零时,极化强度P不等于零而为Pb,称为剩余极化强度。只有加上反电场EH时P方等于零,EH称为铁电材料的矫顽电场强度。CBDFGHIC构成整个电滞曲线。

铁电晶体是由许多小区域(电畴)所组成,每个电畴内的极化方向一致,而相邻电畴的极化方向则不同。从宏观来看,整个晶体是非极化的,呈中性。在外电场作用下,极化沿电场方向的电畴扩大。当所有电畴都沿外电场方向,整个晶体成为单畴晶体,即到达图上饱和点B,当外电场继续增加,此时晶体只有电子和离子极化,与普遍电介质一样,P与E成直线关系(BC段),延长BC直线交P轴于T,相应的极化强度Ps即为该晶体的自发极化强度。

在某一温度以上,铁电材料的自发极化即消失,此温度称为居里点。它是由低温的铁电相改变为高温的非铁电相的温度。

典型铁电材料有:钛酸钡(BaTiO3)、磷酸二氢钾(KH2PO4)等。过去对铁电材料的应用主要是利用它们的压电性、热释电性、电光性能以及高介电常数。近年来,由于新铁电材料薄膜工艺的发展,铁电材料在信息存储、图像显示和全息照像中的编页器、铁电光阀阵列作全息照像的存储等已开始应用。

高性能的铁电材料是一类具有广泛应用前景的功能材料,从目前的研究现状来看,对于具有高性能的铁电材料的研究和开发应用仍然处于发展阶段.研究者们选用不同的铁电材料进行研究,并不断探索制备工艺,只是到目前为止对于铁电材料的一些性能的研究还没有达到令人满意的地步.比如,用于制备铁电复合材料的陶瓷粉体和聚合物的种类还很单一,对其复合界面的理论研究也刚刚开始,铁电记忆器件抗疲劳特性的研究还有待发展.总之,铁电材料是一类具有广阔发展前景的重要功能材料,对于其特性的研究与应用还需要我们不断的研究与探索,并给予足够的重视。

  • 上一条文章:
  • 下一条文章:
  • 发表评论
    昵 称:
    邮 箱:
    评 分: 非常差 很差 一般 很好 非常好
    评论内容(至少5个字0/5000)
    载入中…
    《什么是铁电材料》一文来自网络,如果侵犯了您的合法权利,请与本站取得联系。本站对《什么是铁电材料》所显示的信息或资料的准确性、内容、完整性、合法性、可靠性、可操作性或可用性不承担任何责任。