當前位置:編程學習大全網 - 編程語言 - 鐵電材料有什麽特點?

鐵電材料有什麽特點?

鐵電材料最基本的特點是在某些溫度範圍內會發生自發極化,極化強度可以隨著外電場的反轉而反轉,從而出現電滯回線。

1,自發極化

鐵電晶體管是電介質中特別重要的壹類電介質晶體管。電介質的特點是通過感應而不是傳導來傳播電的作用和影響。從這個意義上說,我們不能簡單地認為電介質就是絕緣體。

在電介質中起主要作用的是束縛電荷。在電的作用下,它們以正負電荷重心不重合的極化方式傳遞和記錄電的影響。而鐵晶體管,即使沒有外加電場,也能表現出電偶極子距離的特性。因為它每個晶胞都有電偶極矩,而且它的極化率和溫度有關。

2.電滯回線

極化強度P和外部電場E之間的關系構成了電磁滯回線。壹般來說,晶體的壓電特性和自發極化特性是由晶體的對稱性決定的。而對於鐵晶體管來說,自發極化可以被外電場逆轉的特性是無法通過晶體結構預測的,只能通過測量磁滯回線(或者測量介電系數)來判斷。

磁滯回線表明鐵電晶體管內存在疇。鐵電晶體管通常由許多疇組成,每個疇具有相同的極化方向,但其極化方向與相鄰疇的極化方向不同。如果它是多晶的,不同疇中偏振強度的相對取向可能是不規則的,因為晶粒本身的取向是任意的。然而,如果它是單晶,則在不同疇中的偏振強度取向之間存在簡單的關系。為了清楚起見,這裏只考慮單晶的磁滯回線,偏振強度的取向只有兩種可能,即沿某壹軸的正方向或負方向。

假設在沒有外加電場的情況下,晶體的總電矩為零,晶體兩疇中的極化強度方向相反且相互平行。當向晶體施加外部電場時,沿著電場方向的極化強度的疇變大,而反平行方向的疇變小。這樣,極化強度p隨著外電場e的增大而增大,如圖中OA段的曲線所示。隨著電場強度的不斷增大,晶體只有單疇,晶體的極化強度達到飽和,相當於互補圖中靠近C的部分。這個線性部分推廣到外場為零的情況,在縱軸P上得到的截距稱為飽和偏振強度(即E點)。其實這也是各個疇原來的極化強度。

因此,飽和偏振強度是針對每個域的。如果電場從圖中的C開始減小,晶體的最大P值也會減小,但在零電場時,仍有殘余極化強度(D點)。必須註意,剩余偏振強度是針對整個晶體的。當點電場反轉到矯頑電場強度(即F點)時,剩余極化完全消失,當反轉電場的值繼續增大時,極化強度反轉。如果矯頑電場強度大於晶體的擊穿電場強度,那麽晶體在極化反轉之前就已經被電破壞了,所以不能說晶體具有鐵電性。

3.介電常數

當溫度高於某壹臨界溫度時,晶體的鐵電性消失,晶格發生變化,這就是鐵電體的居裏點。因為鐵電性的出現或消失總是伴隨著晶格結構的變化,是壹個相變過程。當晶體從非鐵電相(順電相)過渡到鐵電相時,晶體的許多物理性質是異常的。

對於壹級相變,經常出現潛熱,而對於二級相變,則出現比熱的突變。鐵電相中自發極化的強度與晶體自生形變有關,因此鐵電相晶格結構的對稱性低於非鐵電相(順電相)。如果晶體具有兩個或兩個以上的鐵電相,則代表順電相與鐵電相之間的相變溫度,統稱為轉變溫度或轉變溫度。(在這個鄰域中,介電系數經常快速且陡峭地下降。).

由於極化的非線性,鐵電體的介電系數不是常數,而是取決於外加電場。壹方面,磁滯回線中OA曲線在原點的斜率代表介電系數,即在測量介電系數ε時,外加電場很小。在轉變溫度附近,鐵電體的介電系數ε有壹個非常大的值,達到~的數量級。當溫度高於居裏點時,介電系數與溫度的關系服從居裏-外斯定律:

其中稱為特征溫度,壹般略低於居裏點,c稱為居裏常數,代表電子極化對介電系數的貢獻,在轉變溫度可以忽略。

  • 上一篇:老3系車主為何果斷下單寶馬X2?真實車主7000km後總結了8點...
  • 下一篇:怎樣利用單反相機進行延時拍攝呢?
  • copyright 2024編程學習大全網