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無機(jī)鐵電材料概述

更新時(shí)間:2021-01-22      點(diǎn)擊次數(shù):1438

具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的氧化物鐵電體(通式為 ABO3,其中 A, B 為金屬離子),是數(shù)量多而且應(yīng)用廣的一種無機(jī)鐵電體[7-8]。如圖 1.2 所示,鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的特征:以 B 位金屬陽離子為中心的氧八面體共頂點(diǎn)并相互連接,再鑲嵌在一個(gè)以 A 位金屬離子為頂點(diǎn)的四方體中。A、 B 位上的金屬陽離子,可以代表單一離子或多種離子,被單一離子占據(jù)稱為簡(jiǎn)單鈣鈦礦,若被多鐘離子占據(jù)則稱為復(fù)合鈣鈦礦。

由于占據(jù) A、B 位離子的種類及其半徑會(huì)有所差異,因此鈣鈦礦氧化物的特征及也是各有千秋。人們*早發(fā)現(xiàn)的一種鈣鈦礦鐵電體是鈦酸鋇 (BaTiO3),它的居里溫度為120°C,由此可以判斷出,BaTiO3 具有較為穩(wěn)定的鈣鈦礦結(jié)構(gòu),而且晶體內(nèi)部還不存在氧八面體的扭轉(zhuǎn)。當(dāng)溫度高于居里溫度,BaTiO3 為立方順電相,其空間群是 Pm3m;當(dāng)溫度為 120°C時(shí),晶體又經(jīng)過從順電到鐵電的相變,從而成為四方鐵電相,其空間群是 P4mm,自發(fā)極化方向沿原立方體的 (001) 方向;當(dāng)溫度逐漸低于 5°C 時(shí),晶格結(jié)構(gòu)又發(fā)生轉(zhuǎn)變,成為正交系的鐵電相,此時(shí)的空間群為 Amm2,其自發(fā)極化方向沿原立方體的 (011) 方向;當(dāng)溫度慢慢降低到 -90°C 以下時(shí),晶體又發(fā)生正交系到三角系的相變,空間群為 R3m,其自發(fā)極化的方向沿原立方體的 (111) 方向。

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