高居里温度铁电单晶PIN-PT的机电性能

摘要

弛豫铁电单晶Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-PbTiO_(3)(PIN-PT)相较于常用的Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PMN-PT)具有更高的居里温度,在高稳定性、高性能的传感器、换能器方面具有应用前景。本工作采用谐振法研究了[001]方向极化的0.66PIN-0.34PT铁电单晶的全矩阵机电性能参数。0.66PIN-0.34PT单晶的三方-四方相变温度(TRT)约为160℃,居里温度(TC)约为260℃,室温压电系数d_(33)、d_(31)、d_(15)分别为1340 pC/N、-780 pC/N、321 pC/N,介电常数εT33、εS33、εT11、εS11分别为2700、905、2210、1927,机电耦合系数k33、k31、k15、kt分别为87%、58%、38%、61%。其纵向压电常数(d33)和纵向机电耦合系数(k33)小于PMN-PT单晶,但是横向压电性能(d31)和剪切压电性能(d15)都略高于PMN-PT单晶。另外,研究了机电耦合性能随温度的变化趋势,发现0.66PIN-0.34PT单晶在150℃以下有较好的温度稳定性。