10 压电、热释电与铁电材料.pptx

压电、热释电与铁电材料,引言,电介质的基本特征是，在外电场的作用下，电介质中要出现电极化，即将原来不带电的电介质置于外场之中，在其内部和表面上将会干生出一定的电荷还有一类电介质，即使没有外界电场作用下，内部也会出现极化，这种极化称为自发极化具有特殊极性方向的电介质叫极性电介质极性电介质因温度均匀变化而发生电极化改变的现象称为电介质热释电性。铁电材料是自发极化可以随外加电场的反向而反向的热释电材料，也就是说凡是铁电材料必定具有热释电性质但是热释电材料则不一定是铁电材料。,电介质分类及其相互关系,铁电晶体,热释电晶体(10),压电晶体(20),介电晶体(32),压电材料,压电晶体,含氧八面体的铁电晶体含氢键的铁电晶体含层状结构的钛酸铋晶体,压电陶瓷,掺杂对陶瓷性能的影响受主杂质的介电常数降低、频率常量升高、机械品质因数增大、老化率增大。施主杂质的介电常数升高、机电耦合因数增大、机械品质因数降低、老化率减少。变价杂质的介电常数降低、频率常量增大、机械品质因数升高温度系数变小、老化率减小*材料对外场的顺度大，性能“软”，反之则“硬”,压电聚合物,聚偏氟乙烯（PVDF）奇数尼龙,压电复合材料,定义：压电复合材料是由两相或多相材料复合而成的压电材料，常见的是由压电陶瓷和聚合物组成的两相材料。结构表征：主要参数有联结型、对称性、各相的体积占有率及其形状和尺寸等,1-3型压电复合材料：压电陶瓷相一维自我连通，聚合物相三维自我连通。0-3型压电复合材料：由均匀分散的压电陶瓷颗粒与聚合物基体构成。与1-3型压电复合材料比较，他的制备方法简单，易于加工，易与水或生物组织实现阻抗匹配，宜批量生产,压电材料在信息技术中的应用,热释电探测器对热释电材料的要求,三个优值：电流相应优值Fi=p/c电压相应优值Fv=p/c探测优值Fd=p/c(tan)1/2,主要的热释电材料,热释电材料最重要的应用是制作室温红外探测器与阵列,铁电材料与应用,调制用非线性铁电晶体电光晶体光折变晶体铁电型晶体非铁电型电光晶体化合物半导体有机光折变材料弛豫性铁电体基本介电特征：弥散相变频率色散,铁电电子发射与铁电冷阴极材料阴极材料是指在激励源作用下能发射强电子束的特种功能材料。根据激励源不同，这些阴极材料又可以分为：光阴极热阴极场阴极快极化反转致电子发射包括：自发极化电荷屏蔽快极化反转屏蔽电荷发射,铁电制冷材料铁电制冷利用的是电介质材料的电生热效应在绝热条件下，对电介质材料施加外场时温度发生改变的现象。铁电聚合物和铁电液晶液晶按结构可以分为：丝状相螺旋状相层状相,铁电薄膜,铁电薄膜具有铁电性，且厚度在数十纳米至数微米的薄膜材料，叫铁电薄膜铁电薄膜的制备：溅射法溶胶凝胶法化学气相沉积法脉冲激光沉积法铁电薄膜的应用,重要的铁电薄膜材料,铁电薄膜材料4种：含氧八面体含氢键含氟八面体含其他离子基团,铁电薄膜与集成铁电学,铁电薄膜存储器FRAM与DRAM,铁电随机存储器（FRAM）动态随机存储器（DRAM）,其他铁电薄膜,薄膜型热释电红外探测器压电马达与集成铁电微电子机械系统铁电薄膜集成光波导器件铁电薄膜微波器件光学超晶格与声学超晶格,环境协调性压电铁电材料,铁电体及相关材料应不含或尽可能少含可能对生态环境造成损害的物质铁电体及相关材料的制备技术应当是对生态环境损害尽可能小的环境协调技术由铁电体及相关材料做成的制品应当是依据环境协调性原则设计的,这些制品的加工工艺也应是环境协调性的；应当用环境协调性评价技术对铁电体及相关材料、有关制品以及这些制品的加工工艺等进行评价，并使评价的结果满足国际化标准组织（ISO）14000系列文件要求,环境协调性压电陶瓷,BiTiO3基压电铁电陶瓷BNT基压电铁电陶瓷NaNbO3基压电铁电陶瓷,压电铁电材料的环境协调性制备技术,总的要求：资源能源消耗少和制备加工过程对生态环境污染小无机非金属材料软溶液制备技术SSP,使用SSP技术的优点,陶瓷薄膜的沉积、成型、剪切、取向等可进一步完成能源、资源消耗小材料制备是在闭环系统中完成得，易于分离、循环、回收可以制成任意形状、任意尺寸的薄膜淀积速率率相对较高工艺技术具有通用性,展望,铁电物理学仍是一个十分活跃的研究领域铁电薄膜异质结构将取得重大突破环境协调性铁电