铁电体

摘要： 为了更好地推动高储能密度和高效率无铅陶瓷介质电容器的研究与发展,本文综合介绍了陶瓷电介质储能材料的储能原理及分类,比较分析了近年来线性电介质、铁电体、弛豫铁电体和反铁电体储能材料的研究进展,主要研究体系和性能优劣。总结了陶瓷储能材料目前面临的挑战以及改善其储能性能的策略,展望了其未来在5G通信、新能源汽车、消费电子等工业应用中的发展及小型化、高耐电压性、高可靠性的技术发展趋势。

摘要： 采用固相法、水热法和静电纺丝法分别制备了块状、花状和纤维状的BiFeO_(3)粉体.采用流延法制备了三种填料的BiFeO_(3)/PVDF复合材料.通过红外光谱(FT-IR)观察到PVDF的三种晶相(α、β、γ).由氮气吸附/脱附实验证明,不同形貌BiFeO_(3)粉体的比表面积存在较大差异.其中,纤维状BiFeO_(3)粉体的比表面积最大.BiFeO_(3)粉体形貌也影响了复合材料的磁介电性能,通过磁介电测试进行研究.对于三种0.5 vol%BiFeO_(3)/PVDF复合材料,纤维状BiFeO_(3)/PVDF复合材料在10^(4)Hz时具有较高的介电常数(~21)和较低的介电损耗(~0.12).在相同电场下,纤维状BiFeO_(3)/PVDF复合材料中纤维的偶极距较大,使其具有较高的极化率和储能密度.

摘要： 本文采用磁控溅射的方法在0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3 (简写为PMN-PT)上镀Fe3Co7合金薄膜,得到层状“Fe-Co/PMN-PT”薄膜。利用X射线衍射仪分析其结构,并通过扫描电镜显微镜观察材料的表面形貌,得到成相情况良好的样品。通过振动样品磁强计及磁电效应综合测试系统来测试薄膜的磁性及磁化性质,磁性测量表明Fe3Co7合金薄膜具有低矫顽力、高饱和磁化强度等特点,是一类很好的软磁材料;更重要的是,我们通过在PMN-PT层加不同强度的电场,研究Fe3Co7层的磁化性质。研究发现样品的饱和磁化强度和矫顽力均随着电场的变化而变化,当外加电场E = 1 kV/cm时,饱和磁化强度的变化率ΔM/ME=0达到7.3%。这一结果表明外加电场对Fe3Co7/PMN-PT复合材料的磁性有明显的调制作用,即Fe-Co/PMN-PT复合材料中存在电场调控磁性特征。这一结果为磁化强度的调制增加了调控自由度,在多态存储器、电场探测等领域具有潜在的应用。

摘要： BiFeO_(3)(BFO)作为反铁磁性和铁电性共存的多铁性材料,其饱和极化强度理论值大于100μC/cm^(2),居里温度为830°C,具有较强的电卡效应.但是由于BFO高温烧结过程中Bi_(2)O_(3)易挥发,铁离子易变价,导致BFO中缺陷较多,漏电流较大,其铁电特性难以发挥出来.虽然采用与BaTiO_(3)(BTO)等氧化物铁电体形成固溶体的方法可以减小漏电流,但是漏电流和高介电损耗问题仍然存在.本文试图通过添加锰离子到BFO-BTO固溶体的方法解决这一问题.采用传统的高温固相反应法制备了0.7BiFeO_(3)-0.3BaTiO_(3)+x%MnO_(2)(BFO-BTO+x%MnO_(2),其中x%为质量分数)陶瓷,研究了MnO_(2)掺杂对BFO-BTO固溶体的微观结构、介电和铁电性能的影响.值得注意的是,BFO-BTO+x%MnO_(2)样品测试结果证明少量掺杂MnO_(2)能降低BFO-BTO陶瓷的介电损耗和漏电流,这是由于掺杂Mn^(4+)补偿氧空位浓度所致.另外,0.7BFO-0.3BTO+0.5%MnO_(2)陶瓷在100 kV/cm时的最大极化强度达到50.53μC/cm^(2).最后利用热电偶直测法测试了BFO-BTO+x%MnO_(2)陶瓷的电卡效应,发现极化翻转方法能使BFO-BTO+x%MnO_(2)陶瓷的电卡效应翻倍增大,其中x=0样品从0至-30 kV/cm的变化与30 kV/cm至0的电场变化相比,增大近8倍,并且证实该方法同样适用于多晶一级相变铁电体.

摘要： 采用普通陶瓷工艺制备了稀土Nd离子掺杂的铋层状结构Bi_(3)TiTaO_(9)(BTT)压电陶瓷,研究了稀土Nd离子掺杂对BTT陶瓷压电特性及温度稳定性的影响。研究结果表明,稀土Nd离子的掺杂有助于降低BTT陶瓷的高温介电损耗,提高BTT陶瓷的压电性能、机械品质因数和机电耦合系数。随着稀土离子Nd掺杂量的增加,BTT陶瓷的压电性能先增加后减小。当Nd掺杂量为质量分数0.6%时,获得的BTT-6Nd陶瓷具有最大的压电系数d_(33)=15 pC/N,约为纯BTT陶瓷压电系数d_(33)(4 pC/N)的4倍,且居里温度TC达到880°C。

摘要： 有机-无机压电材料是一种分子铁电体,具有柔性、结构灵活、易成膜、全液相合成及环保节能等优点,可满足新一代薄膜器件及可穿戴设备的需求。该文以三甲基卤代甲基铵(TMXM,X=F,Cl,Br)为有机部分,MnCl_(2)为无机部分,通过溶液蒸发法制备了具有钙钛矿分子结构的有机-无机压电材料三甲基氯三氯化锰(TMCM-MnCl_(3)),并对其分子结构组成、压电、热学、声学及铁电性进行表征。结果表明,TMCM-MnCl_(3)的压电常数为106 pC/N,居里温度为130°C,声阻抗值约为16.5 MRayl,低于压电陶瓷PZT-4(大于33 MRayl),具有广阔的应用前景。

摘要： 以1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(dabco)、氯化钴和硫氰化钾为原料,水、甲醇和盐酸为混合溶剂,蒸发获得一种三维氢键型金属-有机化合物[H_(2)(dabco)]_(2)[Co(NCS)_(4)]_(2)·4H_(2)O(1)。通过单晶X射线衍射、红外光谱、元素分析、粉末X射线衍射、热重分析、差示扫描量热法、介电和铁电等测试对其结构、热学性能与电学性能进行表征。结构显示[H_(2)(dabco)]_(2)[Co(NCS)_(4)]_(2)·4H_(2)O从低温极性空间群P21转化为中心空间群P nma,[H 2dabco]2+阳离子发生有序-无序超分子转动,导致在200 K附近呈现极性-非极性相变及阶梯型介电异常,获得一种顺电相-铁电相可逆的铁电功能材料。

摘要： 铁电性通常是指电介质材料的自发极化取向随着外加电场发生变化的性能.以自发极化为核心,铁电材料表现出优异的介电响应、热释电性、压电性、电光效应和非线性光学效应等,是一类具有广阔应用前景的功能材料.近年来,二维有机-无机杂化钙钛矿化合物在铁电研究领域崭露头角,逐渐发展为铁电材料的重要组成部分.此类材料具有独特的结构兼容性与可调控性,能够实现多种功能的共存或耦合,是发展新型多功能材料的理想体系.本综述基于居里原理的对称性方法,以铁电材料的结构相变为基础,阐述了铁电体的晶体学对称性破缺现象.具体结合二维有机-无机杂化钙钛矿铁电体的典型实例,揭示材料铁电性能的结构来源及光电性能调控的潜在途径,最后对该铁电材料体系的发展趋势和应用前景提出了展望.

摘要： 采用固相反应法制备了Mg2+掺杂的0.8Bi0.5Na0.5TiO3-0.2Bi0.5K0.5TiO3陶瓷,对其相结构、铁电性能、介电性能性能和阻抗特性进行了研究.X射线衍射测试发现所有样品均具有单一的钙钛矿相结构,表明Mg2+能完全融入钙钛矿结构晶格中.所有样品都表现出铁电特性,Mg2+掺杂遵循3Mg2+?3MgTi"+VO??,会显著促进陶瓷中氧空位缺陷的增多,掺杂量在2mol％ 以上时会引起陶瓷介电性能的显著降低.

摘要： 依据《国家创新驱动发展战略纲要》提出的科技创新的总体思路、发展目标、主要任务和重大举措,分子铁电体被列为国家在科技创新领域的重点研究内容。而早在2018年,就已经有一篇发表在Science上的科研论文,文章介绍了世界首例无金属钙钛矿铁电体在中国诞生的科研成果,使我国在分子材料领域又一次走在了世界前列。该成果的研究者之一便是南昌大学国际有序物质科学研究院特聘教授汤渊源。

摘要： 基于超材料的太赫兹吸收器是利用设计合适的结构产生共振,在某些特定的频率上能够达到很高的吸收.研究利用一种金属正方环形结构,通过数值仿真讨论了超材料太赫兹吸收器中铁电体基底厚度变化对其特性的影响.同时给出了基底厚度为8μm和15μm时吸收峰值频率所对应的超材料金属表面与基底底部的电流图.并模拟了0.5THz到0.6THz范围内,厚度为8μm和10μm时吸收峰频率处的电流图.结果表明:基底厚度从2μm变化到15μm时,在0.2THz附近,基底厚度的增加会导致吸收强度增加.在0.5THz附近,仅有厚度为8μm和10μm时有一定的吸收强度,并分析了不同厚度处的电流分布情况.

摘要： 层状钙钛矿型铁电体Bi4Ti3O12居里温度高,自发极化Ps大且靠近α轴.虽然在金属电极上生长的Bi4Ti3O12薄膜极化开关易疲劳,而稀土元素掺杂的Bi4Ti3O12薄膜耐疲劳,是实现铁电存储器应用的最佳材料之一.近年作者用sol-gel工艺直接在标准型Pt/Ti/SiO2/Si衬底上分别生长了e轴择优、α/b轴择优和(104)/(014)择优取向的Bi4Ti3O12和Bi3.15 Nd0.85Ti3O12 (BNdT)铁电薄膜,用自助剂熔盐法生长了Bi4Ti3O12和BNdT单晶,观察到其显著的电学大各向异性.rn 本文首先用选区电子衍射的斑点消光规律确认Bly T13 012和BNdT单晶在室温铁电相属单斜结构，空间群是B1a1，用会聚束电子衍射验证了空间群B1a1。接着用群论分析预言，Bi4Ti3O12基铁电体中可能存在17种类型的畴界。用透射电镜已观察到其中至少7种畴壁，首次同时观察到自发极化a轴分量和c畴分量180°畴。在Bi4Ti3O12单晶中仅观察到90°和180°畴，在BNdT单晶中，不仅观察到90°和180°畴，还观察到高密度无规则弯曲的反相畴界。两单晶中存在明显不同的畴结构可能是因为稀土元素Nd部分替换Bi降低了界面能。更重要的是，在电子束辐照过程中，原位观察到90°和180°畴壁的迁移与反相畴界的移动，以及180°畴和反相畴的成核成长。发现反相畴界的容易移动，反相畴的成核密度很高。首次直接验证了Bi4Ti3O12中自发极化的a轴分量可在a-b面内90°翻转。

摘要： 本文简述了铁电体的基本特性和电滞回线发生器的原理及方法,重点介绍了实验装置的信号接口电路,给出了有关软件流程。

摘要： 本文采用基于shell-model的分子动力学方法,研究了BaTiO3纳米薄膜电畴结构在动态机械载荷作用下的响应.模拟了不同速率的机械加载下,BaTiO3纳米薄膜180°电畴实现极化翻转,最终达到稳定畴结构的过程.得到了不同加载速率下BaTiO3纳米薄膜的应力应变曲线,分析得出理想晶格BaTiO3纳米薄膜没有应变率效应的结论.

摘要： 用溶胶凝胶法制各了Ca0.075Sr0．925Bi4Ti4O15(简称CSBTi)铁电陶瓷样品，研究了烧结温度对CSBTi铁电陶瓷性能的影响。结果表明：1180°C温度下烧结的CSBTi铁电陶瓷样品的铁电性能得到明显改善，剩余极化强度2Pr为19．4μC/cm2，矫顽场强度Ec为72．5 kV／cm;压电常数为d33=9．8pC/N;居里温度Tc=543°C，随着测试频率的增加，室温下相对介电常数εr的峰值逐渐下降，而对应的居里温度Tc则随之上升，表现出弛豫铁电体的特征。

摘要： 采用自洽计算方法对BST/AlGaN/GaN铁电/半导体异质结构中二维电子气进行研究,通过计入铁电极化随电场变化的非线性关系,模拟了对该异质结构进行“极化/退极化”(加负/正偏压)后,由铁电极化偶极子翻转导致的二维电子气浓度的变化情况。当对BST/AlGaN/GaN异质结构进行“极化”后,BST极化偶极子部分反转使得BST/AlGaN界面处感生高浓度负极化电荷,对二维电子气产生耗尽作用,而由于极化“钉扎”作用,此时BST的平均极化方向仍与AlGaN中极化方向相同。当对异质结构进行“退极化”后,BST极化偶极子排列与AlGaN中极化方向相同,二维电子气浓度增加。随AlGaN势垒层厚度减小,BST极化对二维电子气的调制作用增强。另外,通过C-V测量方法对BST/AlGaN/GaN样品进行小范围电压扫描发现C-V曲线呈逆时针滞回方向,证实了铁电体极化对二维电子气的调制作用。

摘要： 在电子侦察和电子对抗领域的快速发展过程中,人们逐渐需要有性能优良的高速电调谐微带天线出现。本文制备并测量了钛酸锶钡(Barium Strontium Titanate, BST)这种铁电体材料的电磁特性,采用BST材料设计了电容加载的电调谐微带缝隙耦合天线,研究了该天线的电调谐性能。

摘要： 研究了大块Ca0.28Ba0.72Nb2O6(CBN-28)单晶沿[001]方向的铁电介电性能.结果表明,CBN-28单晶的自发极化、剩余极化和矫顽场分别为35.3μC/cm2,32.2μC/cm2和38.1kV/cm.在室温下频率f=10kHz时,介电常数(εr=195,介电损耗tgδ=0.32.变温的介电谱显示该单晶在252°C附近发生了正常铁电体向弛豫铁电体的转变.低频时在325°C～500°C范围内出现了具有弛豫特征的介电反常.120°C附近有一由氧空位的迁移引起的介电弛豫损耗峰,由此计算得激活能为1.19eV.通过阻抗谱计算,在500°C～560°C范围内的电导激活能为1.33eV.

摘要： 本文通过一种简单的熔盐法，以BaCO3、SrCO3和TiO2为前躯体，以共晶成分的NaCl-KCl为熔盐，成功制备了Sr替代的BaTi2O5粉体。扫描电镜和透射电镜结果表明制备的BaTi2O5颗粒为短棒状单晶，长至2.5μm，矩形截面宽约100-250 nm。选区电子衍射表明BaTi2O5颗粒在NaCl-KCl熔盐中的生长方向和在熔体中不同，是沿(110)晶面的法线方向生长，接近其发生极化的b轴方向。

摘要： 本文通过一种简单的熔盐法，以BaCO3、SrCO3和TiO2为前躯体，以共晶成分的NaCl-KCl为熔盐，成功制备了Sr替代的BaTi2O5粉体。扫描电镜和透射电镜结果表明制备的BaTi2O5颗粒为短棒状单晶，长至2.5μm，矩形截面宽约100-250 nm。选区电子衍射表明BaTi2O5颗粒在NaCl-KCl熔盐中的生长方向和在熔体中不同，是沿(110)晶面的法线方向生长，接近其发生极化的b轴方向。

摘要： 本发明提供一种可靠性良好的铁电体电容器及其制造方法。铁电体电容器(100)包括：基板(20)；形成于所述基板(20)的上方的第一电极(22)；形成于所述第一电极(22)的上方的、由用Pb(Zr，Ti)O

摘要： 本发明提供一种可靠性良好的铁电体电容器及其制造方法。铁电体电容器(100)包括：基板(20)；形成于所述基板(20)的上方的第一电极(22)；形成于所述第一电极(22)的上方的、由用Pb(Zr，Ti)O3表示的复合氧化物构成的第一铁电体层(24)；形成于所述第一铁电体层(24)的上方的、由用Pb(Zr，Ti)1-XNbXO3表示的复合氧化物构成的第二铁电体层(26)；以及形成于所述第二铁电体层(26)上方的第二电极(30)。

摘要： 本发明提供一种可靠性良好的铁电体电容器及其制造方法。铁电体电容器(100)包括：基板(20)；形成于所述基板(20)的上方的第一电极(22)；形成于所述第一电极(22)的上方的、由用Pb(Zr，Ti)O

摘要： 本发明涉及一种用于形成铁电体膜的方法，铁电体膜，铁电体器件和液体排出装置。为了在A位掺杂至少5摩尔％的给体离子，在使得等离子体电位和浮动电位之差至多为35eV这样的屏蔽体(250)的高度的条件下，以及在至少400°C的基板温度的条件下，通过溅射在面向靶(T)的基板(B)上形成含有式(P)的钙钛矿型氧化物的铁电体膜(40)，所述屏蔽体(250)以非接触的状态环绕在所述基板侧的靶(T)的外周边，并且包括以一定间隔叠置的屏蔽层(250a，250a，…)：(Pb

摘要： 本发明涉及形成铁电体膜的方法、铁电体膜、铁电体器件和液体排出装置。为了能够在A位掺杂至少5摩尔％的给体离子，在满足式(1)和(2)，或式(3)和(4)的条件下，通过溅射技术在面对具有预定组成的靶(T)的基板(20，B)上形成含有式(P)：(Pb

摘要： 本发明涉及形成铁电体膜的方法、铁电体膜、铁电体器件和液体排出装置。为了能够在A位掺杂至少5摩尔％的给体离子，在满足式(1)和(2)，或式(3)和(4)的条件下，通过溅射技术在基板上形成含有式(P)：(Pb

摘要： 本发明提供一种可靠性良好的铁电体电容器及其制造方法。铁电体电容器(1OO)包括：基板(20)；形成于所述基板(20)的上方的第一电极(22)；形成于所述第一电极(22)的上方的、由用Pb(Zr，Ti)O3表示的复合氧化物构成的第一铁电体层(24)；形成于所述第一铁电体层(24)的上方的、由用Pb(Zr，Ti)1－XNbXO3表示的复合氧化物构成的第二铁电体层(26)；以及形成于所述第二铁电体层(26)上方的第二电极(30)。

摘要： 本发明涉及电化学材料技术领域，公开了尖晶石型单晶作为铁电体、弛豫铁电体的应用、储能材料和充电储能产品。本发明提供尖晶石型单晶AB2O4作为铁电体的应用，AB2O4中，A为Ca、Sr、Ba、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或Zn，B为过渡金属元素或稀土元素。尖晶石型单晶AB2O4作为驰豫铁电体的应用，AB2O4中，A为Sr，B为Tb。储能材料，其包括上述尖晶石型单晶AB2O4。充电储能产品，其包括上述尖晶石型单晶AB2O4。本申请中涉及到的这类尖晶石型单晶AB2O4不含有铅，在室温下具有铁电性，个别的同时具有弛豫性，可作为新型无铅弛豫铁电体，其无毒无害，更绿色环保。

摘要： 本发明的课题在于提供一种铁电体记录介质，其能够将以高记录密度存储于铁电体记录介质的信息高速地读入，能够单位存储容量中的小型化且抑制能量消耗量的增大。本发明涉及的铁电体记录介质为在基板上，依次具备电极层、铁电体记录层、保护层的铁电体记录介质，上述铁电体记录层包含铁电体层，构成上述铁电体层的材料所具有的晶格常数与构成上述电极层或上述基板的材料所具有的晶格常数在±10％的范围内被晶格匹配。

摘要： 本实用新型公开了一种基于弛豫铁电体及反铁电体的电容器，涉及技术电容器领域。本实用新型的一种基于弛豫铁电体及反铁电体的电容器，包括底座和设置于底座上端的电容器本体，电容器本体的上端中部设置有水冷组件，水箱的一侧设置有第一水泵，第一水泵的一侧设置有进水管，第一水泵的一侧与散热块连接，散热块的一侧与出水管连接，出水管的一侧设置有第二水泵，第二水泵远离出水管的一侧与水箱连接，本实用新型解决了现有的基于弛豫铁电体及反铁电体用的电容器，散热性能欠佳，长时间工作后易导致电容器损坏的技术问题，通过设置了循环风机以及散热块，散热块使循环风机吹出的风为冷风，提高散热效率，使用起来简单快捷。