铁电材料及其应用-ppt课件.ppt
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- 材料 及其 应用 ppt 课件
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1、铁电材料及其应用1ppt课件目录 引言 铁电薄膜的晶体结构 铁电薄膜的电性能铁电薄膜的电性能 铁电薄膜的应用铁电薄膜的应用 总结2ppt课件什么是铁电材料?什么是铁电材料?磁电铁电体铁磁体具有自发磁化的现象3ppt课件压电材料和铁电材料压电材料和铁电材料压电材料压电材料:压电材料:机械能与电能相互转换的功能材料。铁电材料:铁电材料:具有压电效应材料中,能自发极化的一类材料。热释电材料压电材料一般介电材料一般介电材料压电材料热释电材料铁电材料在晶体中,如果晶胞中正负电荷中心不重合,在晶体中,如果晶胞中正负电荷中心不重合,即每一个晶胞具有一定的固有偶极矩,由于即每一个晶胞具有一定的固有偶极矩,由于
2、晶体结构的周期性和重复性,晶胞的固有偶晶体结构的周期性和重复性,晶胞的固有偶极矩便会沿同一方向排列整齐,使晶体处于极矩便会沿同一方向排列整齐,使晶体处于高度极化状态。这种在无外电场作用下存在高度极化状态。这种在无外电场作用下存在的极化现象称为的极化现象称为自发极化自发极化 4ppt课件铁电材料的发展历史和现状铁电材料的发展历史和现状罗息盐时期罗息盐时期发现铁电性KDP时期时期热力学理论钙钛矿时期钙钛矿时期软模理论铁电薄膜及其器件时期铁电薄膜及其器件时期小型化5ppt课件时间时间事件事件人物人物1824在罗息盐中发现热释电性Brewster1921发现罗息盐具有铁电性Valasek1935Bus
3、ch19441949Devonshire1951提出反铁电体概念1964研制出铁电半导体(PTC)器件1977研制出铁电薄膜1993铁电薄膜和硅技术结合6ppt课件铁电薄膜的晶体结构及自发极化铁电薄膜的晶体结构及自发极化氧八面体排列原胞7ppt课件钛酸钡晶体及自发极化钛酸钡晶体及自发极化钛酸钡的氧八面体结构8ppt课件立方晶相立方晶相:a = b = c, = = = 90四方晶相四方晶相:a = b c, = = = 90正交晶相正交晶相: a b c = = = 90三角晶相三角晶相:a = b = c = = 909ppt课件自发极化的微观机制自发极化的微观机制u极轴导致自发极化u热运动
4、引起的自发极化u有序无序型极化10ppt课件-+-+-+-+极极化化轴轴C-+-+极性极性轴导致的自发极化轴导致的自发极化-+-+固固有有偶偶极极子子正正电电荷荷与与负负电电荷荷层层交交替替排排列列-+-+-+-+11ppt课件 氧八面体空腔体积大于钛离子体积,给钛离子位移的余地。氧八面体空腔体积大于钛离子体积,给钛离子位移的余地。 由由热运动导致的自发极化热运动导致的自发极化较高温度时,较高温度时,钛离子热振动能较大,难于在偏离中心的某一个钛离子热振动能较大,难于在偏离中心的某一个位置上固定下来,接近六个氧离子的几率相等,晶体保持高的位置上固定下来,接近六个氧离子的几率相等,晶体保持高的对称
5、性,自发极化为零。对称性,自发极化为零。 12ppt课件较低温度时,钛离子热振动能降低,因热涨落,热振动能特别低的离子占很较低温度时,钛离子热振动能降低,因热涨落,热振动能特别低的离子占很大比例,其能量不足以克服氧离子电场作用,有可能偏离平衡位置向某一个大比例,其能量不足以克服氧离子电场作用,有可能偏离平衡位置向某一个氧离子靠近,偶极矩间的相互作用使偏离平衡位置的离子在新平衡位置上固氧离子靠近,偶极矩间的相互作用使偏离平衡位置的离子在新平衡位置上固定下来,并使这一氧离子出现强烈极化,发生自发极化,使晶体顺着该方向定下来,并使这一氧离子出现强烈极化,发生自发极化,使晶体顺着该方向延长,晶胞发生轻
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