导读:本文包含了铁电单晶论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:矢量水听器,PZT,换能器,弛豫铁电单晶
铁电单晶论文文献综述
刘爽,蓝宇[1]（2019）在《基于弛豫铁电单晶的夹心式矢量水听器研究》一文中研究指出0引言矢量水听器具有的天然余弦型指向性,使之在低频探测方面较常规声压水听器具有很大优势。同时由于其多通道矢量信号输出的特点,使之对水下声场的描述更加直接、准确[1]。随着弛豫铁电单晶材料制备的日趋完善,使这种具有高压电性能的材料在矢量水听器上的应用成为可能。本文针对一种基于PMNT的夹心式矢量水听器开展有限元仿真研究。利用单晶材料高的压电性能和棒的弯曲振动来提高矢量水听器低频灵敏度特性。(本文来源于《2019年全国声学大会论文集》期刊2019-09-21）
李嫣然[2]（2019）在《锰掺杂PIN-PMN-PT和KNNLST铁电单晶机电性能研究》一文中研究指出Mn掺杂的铌铟镁酸铅-钛酸铅Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_3-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3(PIN-PMN-PT:Mn)单晶具备高压电性、高相变温度、高矫顽场等特点,Mn离子掺杂还提高了单晶的机械品质因数,使这种掺Mn的叁元系单晶既能在科研领域得到广泛关注,又有利于在大功率器件中的应用,如变压器和超声换能器等。然而,铅元素的存在限制了传统铅基单晶的应用领域。近些年,随着人们环保意识的提升,对新型高性能无铅压电材料的研发显得十分重要。在替代传统铅基铁电材料的体系中,铌酸钾钠(K,Na)NbO_3(简称KNN)基材料是最有可能的体系之一,但是目前的研究多针对KNN基陶瓷材料,对于KNN单晶性能的研究还存在许多空白。本文以PIN-PMN-0.27PT:Mn和KNNLST:Mn单晶为研究对象,研究它们的机电性能,并从本征贡献和非本征贡献的角度分析单晶的高压电性。研究了极化方向沿[011]_C方向的PIN-PMN-0.27PT:Mn单晶的高剪切压电性能。通过与其他畴结构的单晶对比,我们发现“2R”畴结构的单晶具有良好的剪切压电性能(d_(15)=1642 pC/N,k_(15)=0.862),仅次于单畴结构。在外电场激励下,“2R”畴结构的剪切压电性能未见明显降低。在相变温度以下,剪切性能保持良好的热稳定性。基于测试结果分析了高剪切压电性能机理,认为[011]_C晶体学取向和较低的畴相互抑制作用分别从本征和非本征角度对高剪切压电性能起到了促进作用。综合考虑“2R”畴结构的PIN-PMN-0.27PT:Mn单晶的高剪切压电性能、良好的稳定性、低介电损耗、简单易极化等特点,其在横波换能器领域有重要的应用前景。研究了O相单畴的Li,Ta,Sb,Mn四种元素共掺杂的[Li(K,Na)](Nb,Sb,Ta)O_3:Mn(KNNLST:Mn)单晶机电性能的本征贡献。在温度的诱导下,单晶在38℃附近相变,通过测试单晶的压电系数、介电常数、弹性常数和机电耦合系数与温度的依赖关系,研究单晶的机电性能相变过程。从自由能角度分析,自由能路径“平坦”,表现为机电参数在相变温度附近呈上升趋势,而自由能势垒增长,自发极化不易偏转,表现为参数没有明显的温度依赖性。利用坐标变换的方法,计算单晶的压电常数和介电常数的方向依赖性随温度的变化关系,为研究其他畴结构单晶的本征压电和介电响应提供依据,比如,[001]_C晶体学极化取向是“4O”工程畴结构单晶具有高纵向压电常数的原因。利用偏光显微镜和压电力显微镜研究单晶的微观相结构和畴结构。改变测试温度,可以通过偏光显微镜和压电力显微镜观测到单晶在38℃相变,与宏观测试结果一致。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
何超,熊俊杰,龙西法[3]（2019）在《弛豫铁电单晶的畴工程》一文中研究指出畴工程是提高铁电单晶压电性能的一种重要技术手段。相比通过化学组成的改变来提高压电性能,畴工程方法是一种低成本、省时的方法。例如利用畴工程方法在[001]取向的正交BaTiO_3单晶中获得了压电系数d_(33)超过500pC/N,机电耦合系数k_(33)大于85%,其性能和PZT陶瓷相当。在弛豫铁电单晶方面,通过设计电极材料和电极图案可以提高PMNT单晶的压电性能。2014年,Yamamoto和Yamashita等人报道了弛豫铁电单晶PMNT在交流极化下压电系数d_(33)提高了20-40%。设计极化方式来提高弛豫铁电单晶的压电性能变得更加经济方便。在弛豫铁电单晶的制备方面,顶部籽晶法(TSSG)提供了一种获得高质量弛豫铁电单晶的方法。在本工作,采用底部籽晶法制备了高居里温度的弛豫铁电单晶(PIN-PT、PYN-PMN-PT),通过优化极化方式,动态调控电畴的发育、生长、翻转过程,实现高居里温度弛豫铁电单晶压电性能的提升。PIN-PT单晶室温直流极化后压电系数d_(33)为1050pC/N。通过调控电场稳态时间,最佳压电系数达到2350pC/N。相比直流极化,PYN-PMN-PT单晶交流极化后自由介电常数、夹持介电常数、压电系数d_(33)分别提高了31%、7%和55%。(本文来源于《第九届国际稀土开发与应用研讨会暨2019中国稀土学会学术年会摘要集》期刊2019-05-15）
闫绳贤,叶万能,冯志伟[4]（2018）在《Nd掺杂Bi_4Ti_3O_(12)铁电单晶的铁电性能、介电性能（英文）》一文中研究指出采用助溶剂法使用Bi_2O_3作为助溶剂生长出Bi_4Ti_3O_(12)和Bi_(3.5)Nd_(0.5)Ti_3O_(12)单晶。研究了Nd取代对Bi_4Ti_3O_(12)单晶铁电和介电性能的影响。Bi_4Ti_3O_(12)单晶的剩余极化(2Pr)和矫顽场(2Ec)分别约28μC/cm~2和71KV/cm,Bi_(3.5)Nd_(0.5)Ti_3O_(12)单晶的2Pr和2Ec分别约20μC/cm~2/cm~2和41kV/cm。与Bi_4Ti_3O_(12)单晶相比,Bi_(3.5)Nd_(0.5)Ti_3O_(12)单晶具有较低的漏电流约为10~(-8) A/cm~2。Bi_4Ti_3O_(12)单晶介电常数和介电损耗的值分别为73和0.04,Bi_(3.5)Nd_(0.5)Ti_3O_(12)单晶的介电常数和介电损耗的值分别为105和0.018。结果表明,Bi_(3.5)Nd_(0.5)Ti_3O_(12)单晶的铁电和介电性能均随Nd含量的增加而降低。(本文来源于《青岛大学学报(自然科学版)》期刊2018年03期）
曾洲[5]（2018）在《弛豫铁电单晶在穿戴式压电能量收集器中应用的基础研究》一文中研究指出随着微电子工业集成技术与物联网技术水平不断提升,小微型便携/穿戴式电子器件得到了前所未有的高速发展,它们可实现健康监测,医疗,导航,娱乐以及无线通讯等功能,对人们的生产方式和生活理念转变产生巨大影响。然而,为其供电的化学电池的能量密度却越来越跟不上电子集成技术的发展速度,不能满足其小微型化方向发展需求。当这些设备电量耗尽时,会给使用者带来极大不便和安全隐患。特别是在一些嵌入式/植入式的电子器件内部,如心脏起搏器等,更换电池不仅在技术上比较困难,还会给患者的生命安全带来极大威胁。压电能量收集技术便是解决这些问题最有效的途径之一,它指的是将人体运动产生的动能收集起来,通过压电效应转变成电能,为便携式低功耗的电子设备供电,达到延长电池使用寿命甚至是代替电池,实现其自助供电的目的。但是,目前的穿戴式压电能量收集技术还是存在着输出性能较低,达不到大部分电子设备功耗需求,以及在输出性能和舒适性方面无法达到平衡的缺陷。针对以上问题,在本论文中,我们以高性能弛豫铁电单晶PIN-PMN-PT和PMN-PT为基础,围绕人体运动产生的应变能和惯性振动能两种能量的收集,从压电材料优化,器件模型分析,器件结构设计制备叁个方面由浅入深,分别展开了宏观柔性压电能量收集器和基于悬臂梁的复合结构刚性谐振压电能量收集器的设计、制备、表征和应用工作,主要取得了以下几个方面的研究成果:1)利用交流极化显着提升了低PT含量的弛豫铁电单晶压电性能,并通过老化将单晶介电损耗降低至直流极化水平。在f=30 Hz,Vp=1.2 k V/mm和10 Cycles的最优极化条件下,尺寸为5×5×0.5 mm3,切型为<001>L×<110>W×<1-10>t的PMN-26T单晶压电常数d33能达到1680 p C/N,比直流极化d33提升34%;介电常数33Te也从5100提升至6700;介电损耗有所增加,从0.5%增大到1.46%。交流极化后的PMN-26PT样品性能几乎达到直流极化的PMN-30PT性能,这大大提升了晶体利用率。老化实验表明,在60天内,交流极化的单晶的压电性能几乎保持不变,介电损耗却能降低至直流极化水平(0.3-0.6%)。2)提出宏观柔性压电能量收集器Macro-Flexible Piezoelectric energy harvester(MF-PEH)的概念,利用体压电材料PIN-PMN-PT单晶设计制备了结构为ABS柔性基底/PI柔性电路板/PIMNT单晶长薄片阵列的阵列式宏观柔性压电能量收集器。该器件在弯曲半径为R=5.04 cm时,晶片内部应变0.225%,开路电压达到23.2 V,外推短路电流达到105mA;并且在500 kW的阻抗下,最大输出瞬时功率高达(15)(13)(17)(20)m W,比已报道性能最好的PMN-PT厚膜柔性压电能量收集器高出50%。3)利用PIMNT单晶/环氧2-2复合材料研制了Plastic-Composite-Plastic叁明治结构(PCP结构)的宏观柔性压电能量收集器,极大地提升了器件的柔性,同时很好地保持了器件的输出性能。研究结果表明:该器件的可弯曲半径可达到1.05 cm,为阵列式宏观压电能量收集器的1/5;并且,在此弯曲半径和4.2 Hz的激励频率下,器件开路电压和短路电流分别达到12.9 V和29mA,在400 kW的匹配阻抗下具有0.28 m W/cm3的瞬时功率密度,达到和阵列式压电能量收集器相当的水准。另外,利用IDE电极代替该结构平行板电极,制备的MF-PEH介电损耗得以大幅度降低(从0.1降低至0.01@1 k Hz),在弯曲半径为2.2 cm和0.39 Hz的激励下,器件开路电压和短路电流分别达到54.2V和6.7mA,最大瞬时功率为105mW,对应的功率密度达到0.64 m W/cm3,相当于同环氧体积分数的平行板电极PCP结构MF-PEH的2.3倍。4)结合悬臂梁与双层错位式叁明治结构各自特点提出了基于剪切模式的悬臂梁低频驱动复合结构压电能量收集器(S-CANDLE)。该结构利用悬臂梁吸收振动能,并能将压力放大后传递给双层错位式叁明治结构,从而对晶片高效实施剪切。理论分析和实验结果表明,该系统的应力放大因子大于100,并且随末端质量块增大而增大。在0.4 g激励加速度和40.5 Hz激励频率下,末端质量块为13.5g的器件可产生60.8 V电压和390mW的功率,功率密度达到21.6 m W/cm3,比同尺寸悬臂梁线性振子高出5倍以上。5)结合分段线性悬臂梁与应力放大中空结构各自特点设计碰撞式非线性悬臂梁压电能量收集器。一方面,该结构在悬臂梁基础上添加了碰撞阻挡块,形成分段线性的刚度变化机制,在振动过程中由碰撞导致混沌运动,从而拓展带宽;另一方面,我们设计的中空结构增大晶片中性面到悬臂梁中性面距离,以此增大输出。研究结果表明,该器件的带宽随着碰撞距离d的减小而发生拓展,在58.5 Hz和0.3 g的激励加速度下,碰撞距离d=0.66 mm的器件开路电压和输出功率分别达到26.2 V电压和1.15 m W,带宽高达7.3 Hz,均比同尺寸悬臂梁高出一个数量级。6)在应用对象和自助供电系统搭建方面,我们利用宏观柔性压电能量收集器收集膝盖运动能量,成功搭建了为心率表自助供电的穿戴式压电能量收集系统。研究结果表明:将基于IDE电极的PCP结构MF-PEH贴于膝盖后侧收集人体运动能量时,走动能产生开路电压20 V,并能瞬时点亮12颗红色LED灯;跑动能产生开路电压30 V,并且接入高效能量管理电路LTC3588后,该器件在跑动1 h过程中能将可充电的锂电池ML414从0.4 V充至2.35 V,充好电的锂电池能带动心率表正常工作。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
方聪[6]（2018）在《基于高性能弛豫铁电单晶的磁电型弱磁传感器研究》一文中研究指出磁电效应是指材料在外加磁场中电极化强度的改变,或者材料磁化强度随外加电场变化的效应,在信息存储、生物医学、能量转换等方面有着重要的应用价值。本论文主要研究基于异质结磁电复合材料的被动式弱磁传感器,其工作原理为磁电复合材料利用压磁和压电效应的组合将外界交变弱磁信号转变成电学信号,再由专用前置放大电路对该电学信号做进一步放大处理,最终实现弱磁信号至可采集电压信号的转变功能。基于高性能弛豫铁电单晶的磁电型弱磁传感器目前初步实现了与磁通门、磁棒等传统高性能磁传感器相竞争的能力,在灵敏度、带宽、功耗、体积、成本等综合性能上占据一定优势,已在水下电磁场监测、地质勘探、电磁定位等方面获得初步应用。本论文通过磁电复合材料及其磁传感器噪声等效磁场模型的建立、高性能磁电复合材料的制备、低噪声前置放大电路的设计、磁电型弱磁传感器封装与外围接口的完善,最终实现了低频版本磁传感器1Hz下3.2 pT/Hz~(1/2),高频版本磁传感器谐振频率(f_r=17.24 kHz)下9.1 fT/Hz~(1/2),LCR调谐模式磁传感器谐振频率(f_r=25.2 kHz)下0.26 pT/Hz~(1/2)。具体包括:设计并制备了基于Metglas磁致伸缩合金和PMNT单晶的L-L结构、基于Metglas磁致伸缩合金和Mn-PMNT的MLT结构、基于Terfenol-D磁致伸缩合金和PMNT的L-W结构、基于Metglas磁致伸缩合金和PMNT的小尺寸L-T结构四种高性能磁电复合材料。对这四种结构磁电复合材料的磁电系数、介电损耗、噪声等效磁场、高频谐振特性等进行表征,并建立模型结合有限元仿真分析压磁/压电相尺寸结构对上述性能的影响规律,用于指导磁电复合材料结构设计。基于所制备的高性能MLT结构磁电复合材料和低噪声电荷放大电路,分别研制了适用于低频和高频的一体化封装式磁电型弱磁传感器,通过等效电路模型和实测结果分析复合材料和电路本征参数与传感器在不同频段下的响应、噪声等的内在关联。基于小尺寸Terfenol-D/PMNT L-T结构磁电复合材料制备了基于电压放大模式的LCR调谐模式磁电型弱磁传感器,突破了以往只能依赖物理尺寸调节谐振频率的局限,兼顾传感器谐振频率、体积、噪声等效磁场等指标,并建立等效电路模型分析传感器在谐振下的响应、噪声等电学特性。探索了磁电型弱磁传感器在水下交变电磁场探测与内窥镜交流激磁定位系统中的应用。基于MLT结构磁电复合材料制备而成的低频磁电型弱磁传感器,与合作单位分别就水下阵列式和深海走航式弱磁探测应用需求制备了叁轴和拖曳式磁传感器,并展开了初步测试,研究了目标物的速度、距离、磁矩大小对传感器输出信号的影响。针对基于LCR调谐模式磁电型弱磁传感器,将其应用于内窥镜交流激磁定位系统,与传统调谐线圈在1 kHz~30 kHz频段内就响应和噪声进行对比分析,LCR调谐磁传感器拥有更低的噪声等效磁场和更高的谐振Q值,能有效提升磁定位系统的定位精度和工作距离。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
姚蒙[7]（2018）在《基于弛豫铁电单晶的磁电型磁传感器研究》一文中研究指出磁电效应,是指材料电极化强度随磁场改变或者磁化强度随电场而变化的效应。基于磁电效应的磁电材料,可以实现磁与电之间的能量转化,在传感器、换能器、微波器件、信息存储等方面存在重要应用价值。将磁致伸缩材料和压电材料进行两相复合,得到的磁电材料具有极大的磁电效应,磁电型弱磁传感器便是利用这种磁电材料实现对外磁场的电响应,再通过前置电路进行放大输出的功能器件。本论文的研究工作是基于高压电性能的弛豫铁电单晶,研制低弱磁探测极限的弱磁传感器。论文中首先建立了磁电型磁传感器的等效电路模型、传感器磁电响应模型和本征电噪声模型,为提高磁电响应和抑制本征电噪声提供了可靠依据。为了获得更大的磁电响应,分别选用高压磁系数的Metglas和高压电常数的弛豫铁电单晶作为磁致伸缩材料和压电材料。论文中优化了Push-Pull复合结构极化条件,避免压电芯的极化破坏;优化了磁致伸缩材料尺寸,提高了磁电系数。为了进一步降低压电芯的介电损耗,设计了新型Multi-L-L结构磁电复合材料。另外还设计制备了性能最优的Multi-L-T结构磁电复合材料,获得较高磁电系数和较低的介电损耗,材料噪声等效磁场为1.9 p T/Hz1/2@1Hz。论文中设计制作了低噪声前置电荷放大电路,实测电路的增益响应和噪声性能与设计完全一致。将磁电复合材料灵敏元和前置电路进行一体化封装,完善传感器的充电、信号输出等外围接口,得到最终的磁电型弱磁传感器。对传感器的量程、灵敏度、线性度、带宽、噪声水平进行了标定,弱磁探测极限为2.8 p T/Hz1/2@1Hz,明显低于广泛应用的高性能磁通门。最后基于单轴磁电传感器,装配了叁轴正交矢量磁传感器。所设计制备的磁电型弱磁传感器具有低噪声、低成本、低功耗、体积小、可矢量探测、室温工作等综合性能优势,有望替代磁通门、光泵等传统磁传感器。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
张章[8]（2018）在《弛豫铁电单晶PMNT在医用相控阵超声换能器中的应用研究》一文中研究指出以PMNT(Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3)弛豫铁电单晶为代表的高性能压电材料,可以大幅提升超声换能器的带宽和灵敏度等性能,从而提高最终超声成像的质量。长期以来弛豫铁电单晶沿[111]方向生长,存在着压电性能不均匀等问题,限制了在阵列超声换能器中的应用。目前课题组大尺寸、高均匀性的[001]方向生长单晶的成功生长为阵列超声换能器的研制打下了坚实基础。然而在新一代单晶阵列超声换能器的研发中存在着诸如单晶性能表征与优化,声学材料间的声学匹配、电学匹配等关键科学问题,国内在该领域的自主研发仍处于相对空白状态,高性能阵列超声换能器的研发已经成为我国医疗超声成像设备的“瓶颈”。本论文围绕弛豫铁电单晶在医用相控阵超声换能器中的应用展开研究,具体的研究结果总结如下:揭示了[001]弛豫铁电单晶场致相变以及温度场、电场对其电学性能的影响规律。PIMNT-Mn的场致相变路径为叁方相(R)—单斜相(M)—四方相(T)—立方相(C),共有叁个相变温度点120℃(T_(R-M))、145℃(T_(M-T))、170℃(T_(T-C)),同时升温下单晶相变是一个持续过程并非突变,说明相变过程中存在多相共存的现象。在温度场、电场激励下,相转变温度点(T_(R-M)和T_(M-T))附近单晶的电学性能如电致伸缩系数Q,相对压电常数d_(33)和最大应变量S_(max)%均出现异常变化现象。针对[001]取向单晶压电振子在相控阵超声换能器中的应用,研究了单晶压电振子的尺寸效应及其振动模式。当宽高比G<0.7时压电振子处于较为单一的纵向高度振动模式,机电耦合系数k_3'_3保持在0.86~0.87,当G进一步增大时k'_3 _3明显降低,横向振动耦合效应显着增加。研制3MHz单晶相控阵超声换能器对比于PZT超声换能器的-6dB带宽提升27.7%,相对灵敏度提高5.2dB,脉冲宽度减小0.19μs。此外,PMNT单晶换能器与PZT换能器阵元性能一致性相当,展示了PMNT单晶超声换能器良好的应用前景。研制出2.7MHz PMNT相控阵超声换能器原型器件的-6dB带宽和相对灵敏度分别达到83.5%和-27dB,较商用国产相控阵换能器-6dB带宽提升10%,相对灵敏度提高4.5dB,同时达到了Philips公司研制的单晶超声换能器的基本性能。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
王慧[9]（2018）在《La_2Ti_(2-x)Ta_xO_7铁电单晶的光学浮区晶体生长及介电性能研究》一文中研究指出具有层状类钙钛矿结构的La_2Ti_2O_7(LTO)晶体,是优良的高温铁电材料,广泛应用于高温传感器、电光设备等方面。长期以来,人们对LTO的研究主要集中在多晶陶瓷和薄膜方面,对LTO单晶的关注较少。近年来,研究人员再次将研究重点放在LTO材料的晶体结构与电子结构上,希望通过研究其微观结构,对材料从微观层面上设计进而提高其性能。有文献报道,这是一个潜在的多铁材料。然而,高质量LTO单晶难以获得,掺杂改性的LTO研究更是鲜见报道。本论文采用光学浮区法通过优化生长工艺,调整料棒烧结温度、晶体生长速度、温场及生长气氛,成功生长出高质量La_2Ti_2O_7(Ф5×70 mm)及的Ta掺杂的La_2Ti_2O_7(Ф5×40 mm)(Ta-LTO)单晶,研究讨论了影响单晶生长的因素、LTO及Ta-LTO单晶的介电性能。此外,采用固相烧结的方法制备了La_2Ti_(2-x)Ta_xO_7(x=0,0.05,0.2)陶瓷,测试分析了其介电性能,并与单晶的介电性能进行了对比分析。研究表明,合成纯相La_2Ti_2O_7的最适合的烧结温度为1250℃,时间8 h。X射线衍射表明晶体呈单斜结构,具有P2_1空间群。Ta~(5+)掺入La_2Ti_2O_7晶格中,占据Ti~(4+)位置,由于Ta~(5+)半径(0.65?)大于Ti~(4+)半径(0.604?),Ta-LTO晶体的粉末X射线衍射向大角度移动。LTO单晶(400)面的摇摆曲线显示其半高宽为19弧秒,表明单晶具有较高的结晶质量。EDS成分分析表明Ta均匀掺杂在LTO单晶内,形成纯相Ta-LTO。退火后的LTO及Ta-LTO晶体在可见和近红外光范围内具有高达80%的透过率。单晶的介电性能测试(25~300℃,10~4 Hz~10~6 Hz)结果表明,Ta掺杂不仅提高了LTO晶体的介电性能,也降低了介电损耗。在低温区,LTO及Ta-LTO晶体都表现出本征的介电响应。大于200℃时,介电常数及损耗随着温度的增加呈指数形式快速增加,这是因为温度升高氧空位移动速度增加,导致电导率增大从而电流增大。尽管LTO及Ta-LTO单晶在1200℃退火1 h,晶体颜色由黑色变为透明,但是晶体中仍然存在一些氧空位。由于氧空位引起的介电异常,采用电模量谱扣除电导背底,计算出Ta-LTO单晶的活化能为1.16 eV,接近电导率的活化能0.96 eV,初步判断此介电异常是因为氧空位空穴的跳跃运动引起的。此外,还探讨了该材料其它介电异常行为,在150℃~250℃温度范围内的某一点出现介电常数峰,相应温度对应介电损耗峰,而且此峰出现的位置随着频率的降低移向高温。高温拉曼研究显示,LTO晶体在20℃~250℃温度范围内拉曼峰发生了变化,有些峰逐渐消失,说明温度增加引起的结构相变是一个持续的过程,不是一个重造的过程。最后,对于不同掺杂浓度Ta的LTO陶瓷,随着Ta含量的增加,晶胞参数a和b增加,c减小。所有的样品都具有LTO单晶相同的结构,室温下具有P2_1空间群。陶瓷的介电测试分析表明,在100℃~300℃,LTO及Ta-LTO陶瓷的介电测试并没有发现任何结构相变,进一步证明本课题研究LTO单晶的必要性,为接下来更多的研究提供可靠的参考依据。(本文来源于《上海应用技术大学》期刊2018-05-24）
闫绳贤[10]（2018）在《层状钙钛矿型Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12)铁电单晶的生长与回线动力学标度研究》一文中研究指出层状钙钛矿型铁电体Bi_4Ti_3O_(12)居里温度高,自发极化P_s大且靠近a轴,但披金属电极时Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜易疲劳,阻碍了其在铁电存储器方面的应用。研究发现,其中Bi被稀土元素部分取代后,即使披金属电极其极化开关耐疲劳,是实现铁电存储器应用的最佳材料之一。为理解稀土元素部分取代Bi对其疲劳特性改善的物理机制,有必要比较研究纯的Bi_4Ti_3O_(12)和稀土元素部分取代Bi的Bi_4Ti_3O_(12)单晶的晶体结构、铁电性能、电畴结构与畴界动力学行为。目前文献中很少见到这类单晶的研究报道,因为层状钙钛矿型氧化物沿c轴生长非常缓慢(相对其a-b面的快速生长),生长小薄片状单晶容易,但很难获得较厚的大块单晶。我们用溶胶-凝胶工艺合成Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12)(BNdT,x=0,0.5,0.8)超细粉体,采用助溶剂法生长出高质量大块BNdT铁电单晶。本论文先介绍粉体合成与单晶生长工艺,接着讨论Nd含量对BNdT单晶铁电、介电性能和漏电流的影响,最后研究Nd含量对BNdT单晶回线动力学标度的影响。主要结果和结论如下:1、用溶胶-凝胶工艺合成超细粉体,以Bi_2O_3为助溶剂,通过缓慢降温生长了大块层状钙钛矿型BNdT铁电单晶。其中,Bi_4Ti_3O_(12)单晶厚1.14 mm,直径4.7cm,如此大尺寸的Bi_4Ti_3O_(12)单晶未曾见报道。Bi_4Ti_3O_(12)单晶(006)面和(220)面的摇摆曲线较宽,峰形不对称,表明该单晶不完整,其中一定存在小角晶界。2、沿a/b轴测量比较了BNdT单晶的室温铁电和介电性能以及漏电流。沿c轴测量比较了BNdT单晶的室温铁电性能和漏电流。结果表明,Bi_4Ti_3O_(12)单晶沿a/b轴的剩余极化P_r值约为48.1?C/cm。随Nd含量增加,单晶的P_r值减小,介电常数和介电损耗降低,氧空位浓度减小致漏电流下降。3、室温下BNdT(x=0,0.5,0.8)铁电单晶的回线动力学标度关系分别为<A>∝f~(-0.1746)E0~(2.8933),<A>∝f-0.1982E0~(2.7675)和<A>∝f-0.2134E0~(2.6432),表明随Nd含量增加BNdT单晶中的电畴开关(或极化翻转)对外电场频率f依赖性逐渐增强,对强度E_0的依赖性逐渐减弱。(本文来源于《青岛大学》期刊2018-05-19）
铁电单晶论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
Mn掺杂的铌铟镁酸铅-钛酸铅Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_3-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3(PIN-PMN-PT:Mn)单晶具备高压电性、高相变温度、高矫顽场等特点,Mn离子掺杂还提高了单晶的机械品质因数,使这种掺Mn的叁元系单晶既能在科研领域得到广泛关注,又有利于在大功率器件中的应用,如变压器和超声换能器等。然而,铅元素的存在限制了传统铅基单晶的应用领域。近些年,随着人们环保意识的提升,对新型高性能无铅压电材料的研发显得十分重要。在替代传统铅基铁电材料的体系中,铌酸钾钠(K,Na)NbO_3(简称KNN)基材料是最有可能的体系之一,但是目前的研究多针对KNN基陶瓷材料,对于KNN单晶性能的研究还存在许多空白。本文以PIN-PMN-0.27PT:Mn和KNNLST:Mn单晶为研究对象,研究它们的机电性能,并从本征贡献和非本征贡献的角度分析单晶的高压电性。研究了极化方向沿[011]_C方向的PIN-PMN-0.27PT:Mn单晶的高剪切压电性能。通过与其他畴结构的单晶对比,我们发现“2R”畴结构的单晶具有良好的剪切压电性能(d_(15)=1642 pC/N,k_(15)=0.862),仅次于单畴结构。在外电场激励下,“2R”畴结构的剪切压电性能未见明显降低。在相变温度以下,剪切性能保持良好的热稳定性。基于测试结果分析了高剪切压电性能机理,认为[011]_C晶体学取向和较低的畴相互抑制作用分别从本征和非本征角度对高剪切压电性能起到了促进作用。综合考虑“2R”畴结构的PIN-PMN-0.27PT:Mn单晶的高剪切压电性能、良好的稳定性、低介电损耗、简单易极化等特点,其在横波换能器领域有重要的应用前景。研究了O相单畴的Li,Ta,Sb,Mn四种元素共掺杂的[Li(K,Na)](Nb,Sb,Ta)O_3:Mn(KNNLST:Mn)单晶机电性能的本征贡献。在温度的诱导下,单晶在38℃附近相变,通过测试单晶的压电系数、介电常数、弹性常数和机电耦合系数与温度的依赖关系,研究单晶的机电性能相变过程。从自由能角度分析,自由能路径“平坦”,表现为机电参数在相变温度附近呈上升趋势,而自由能势垒增长,自发极化不易偏转,表现为参数没有明显的温度依赖性。利用坐标变换的方法,计算单晶的压电常数和介电常数的方向依赖性随温度的变化关系,为研究其他畴结构单晶的本征压电和介电响应提供依据,比如,[001]_C晶体学极化取向是“4O”工程畴结构单晶具有高纵向压电常数的原因。利用偏光显微镜和压电力显微镜研究单晶的微观相结构和畴结构。改变测试温度,可以通过偏光显微镜和压电力显微镜观测到单晶在38℃相变,与宏观测试结果一致。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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