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无机铁电材料的概述

日期:2021-01-22浏览:105次

具有钙钛矿结构的氧化物铁电体(通式为 ABO3,其中 A, B 为金属离子),是数量多而且应用广的一种无机铁电体[7-8]。如图 1.2 所示,钙钛矿结构的特征:以 B 位金属阳离子为中心的氧八面体共顶点并相互连接,再镶嵌在一个以 A 位金属离子为顶点的四方体中。A、 B 位上的金属阳离子,可以代表单一离子或多种离子,被单一离子占据称为简单钙钛矿,若被多钟离子占据则称为复合钙钛矿。

由于占据 A、B 位离子的种类及其半径会有所差异,因此钙钛矿氧化物的特征及性能也是各有千秋。人们*早发现的一种钙钛矿铁电体是钛酸钡 (BaTiO3),它的居里温度为120°C,由此可以判断出,BaTiO3 具有较为稳定的钙钛矿结构,而且晶体内部还不存在氧八面体的扭转。当温度高于居里温度,BaTiO3 为立方顺电相,其空间群是 Pm3m;当温度为 120°C时,晶体又经过从顺电到铁电的相变,从而成为四方铁电相,其空间群是 P4mm,自发极化方向沿原立方体的 (001) 方向;当温度逐渐低于 5°C 时,晶格结构又发生转变,成为正交系的铁电相,此时的空间群为 Amm2,其自发极化方向沿原立方体的 (011) 方向;当温度慢慢降低到 -90°C 以下时,晶体又发生正交系到三角系的相变,空间群为 R3m,其自发极化的方向沿原立方体的 (111) 方向。

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