B位取代PZT体系的电子结构与压电特性研究

摘要

采用自洽场离散变分X_α计算方法,分别计算了Pb(Zr_(1/2)Ti_(1/2))O_3(简称PZY)、Pb( Zn(1/3)Nb_(2/3))O_3(简称PZN)、和Pb(Mn_(1/3) Sb_(2/3))O_3(简称PMS)体系的电子结构,研究了钙钛矿结构与烧绿石结构陶瓷的电子结构对压电性能的影响。结果表明,PZT铁电相较顺电相稳定,O的2p轨道与B位原子的最外层d轨道的杂化是铁电性的必要条件,杂化的强弱可表明铁电性的强弱;Mn_(1/3)Sb_(2/3)、Zn_(1/3)Nb_(2/3)取代(Zr,Ti)若生成四方钙态矿结构,体系总能量降低、轨道杂化增强,可以提高PZT体系的铁电性能,若生成立方烧绿石结构,由于B—O(//轴向)与B—O(轴向)共价健强度差别太大,造成体系结构的不稳定,将导致铁电性的丧失。