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直流偏置电场下BaTiO_3基陶瓷介电常数非线性机理的研究

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物理学报 2005年第10期54卷 4914-4919页

作者：梁瑞虹董显林陈莹曹菲王永龄中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

采用传统固相法制备了Ba0·6Sr0·4TiO3(BST)和BaZrxTi1-xO3(x=0·25,0·3,0·35,0·4)(BZT)陶瓷,并对其在直流偏置电场下的介电常数非线性行为进行了系统、详细的研究.结果表明,基于Devonshire的宏观相变理论(phenomenologicaltheory)提出的公式εεr(r(ap0p))=[1+αε13r(0)E2]1/3和ε(E)=ε1-ε2E2+ε3E4,均可定量地解释BST体系顺电相的介电常数非线性行为,其中εr(app)表示材料在电场下的介电常数,εr(0)表示不加电场即静态下材料的介电常数,α是非谐性因子,E表示电场强度,ε(E)表示材料在电场下的介电常数,ε1,ε2,ε3分别表示线性、非线性和高阶介电常数.而对于处于铁电相和居里温度附近的BST体系,则需要考虑铁电畴对介电常数非线性的贡献,这种贡献随着外加直流偏置电场强度的增大逐步减小.对于弛豫铁电体BZT体系,即使处于顺电相,也必须考虑由极性微区的冻结与合并引起的介电常数的下降,极性微区对介电常数非线性的贡献随着电场强度和温度的上升而有所下降.

关键词： BST BaZrxTi1-xO3 可调性介电常数非线性直流偏置电场非线性机理介电常数偏置电场直流偏置 BaTiO3基

高分子辅助沉积法制备LaNiO;外延导电薄膜（英文）

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无机材料学报 2021年

作者：杨柱郭少波蔡恒辉董显林王根水中国科学院上海硅酸盐研究所无机功能材料与器件实验室中国科学院大学材料科学与光电子工程中心中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室

近年来LaNiO;（LNO）作为铁电超晶格、超导异质结和催化剂材料引起了人们的广泛关注。本研究采用简便、低成本的高分子辅助沉积法（Polymer Assisted Deposition， PAD），在（001）取向的SrTiO;（STO）单晶衬底上制备了导电性能优异的... 详细信息

近年来LaNiO;（LNO）作为铁电超晶格、超导异质结和催化剂材料引起了人们的广泛关注。本研究采用简便、低成本的高分子辅助沉积法（Polymer Assisted Deposition， PAD），在（001）取向的SrTiO;（STO）单晶衬底上制备了导电性能优异的LNO外延薄膜，并对其进行了各种结构和电学表征。摇摆曲线半高宽为0.38°，表明LNO薄膜结晶度良好。高分辨XRD φ扫描进一步证实了LNO薄膜在STO衬底上是异质外延生长的。原位变温XRD测试进一步原位表征了LNO薄膜的外延生长过程。结果表明，聚合物分解之后金属阳离子在单晶基体上有序释放并外延结晶。XPS结果表明，采用PAD制备的LaNiO;薄膜不存在氧空位。薄膜表面粗糙度为0.67 nm，表明其表面光滑。在10～300 K温度区间内的变温电阻率表明LNO薄膜具有良好的导电性能。上述结果表明：PAD制备的LaNiO;薄膜具有较好的综合性能，PAD在制备外延功能薄膜材料方面具有很大的潜力。

关键词： LaNiO 导电薄膜高分子辅助沉积法外延

37BiScO_3-63PbTiO_3铁电陶瓷的极化翻转行为研究

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物理学报 2010年第12期59卷 8890-8896页

作者：余罡董显林王根水陈学锋曹菲中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院无机功能材料与器件重点实验室上海200050

在正弦电场E=E0sin(2πft)加载下,通过改变电场E0(5—55kV/cm)和频率f(0.1—100Hz),测量了37BiScO3-63PbTiO3铁电陶瓷材料的电滞回线.数据拟合结果表明:在低电场和高电场阶段,剩余极化强度Pr的对数和矫顽场强Ec的对数都与电场强度E0的... 详细信息

在正弦电场E=E0sin(2πft)加载下,通过改变电场E0(5—55kV/cm)和频率f(0.1—100Hz),测量了37BiScO3-63PbTiO3铁电陶瓷材料的电滞回线.数据拟合结果表明:在低电场和高电场阶段,剩余极化强度Pr的对数和矫顽场强Ec的对数都与电场强度E0的对数存在线性关系,而介于高电场与低电场之间则无线性关系存在,这种三阶段行为有别于现有的两阶段行为.这可归结于铁电陶瓷在不同的电场作用下铁电极化机理的不同.

关键词：铁电陶瓷极化翻转电滞回线

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多孔PZT95/5铁电陶瓷材料研究进展

无机材料学报 2018年第2期33卷 153-161页

作者：聂恒昌王永龄贺红亮王根水董显林中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900

基于铁电材料冲击波去极化效应的高功率脉冲电源在国防和高新技术领域具有重要应用。PZT95/5铁电陶瓷是目前铁电体高功率脉冲电源应用的理想材料。近年来,多孔PZT95/5铁电陶瓷被发现具有更优异的综合性能而引起广泛关注。本文概述了多孔... 详细信息

基于铁电材料冲击波去极化效应的高功率脉冲电源在国防和高新技术领域具有重要应用。PZT95/5铁电陶瓷是目前铁电体高功率脉冲电源应用的理想材料。近年来,多孔PZT95/5铁电陶瓷被发现具有更优异的综合性能而引起广泛关注。本文概述了多孔PZT95/5铁电陶瓷在微结构与性能调控、冲击波加载下的响应行为以及抗冲击损伤机制等方面的最新进展。研究发现,具有合适气孔率和气孔分布的多孔PZT95/5铁电陶瓷具有优异的抗冲击损伤和耐电击穿性能;多孔脆性材料中破碎介质的"滑移与转动"变形机制增强了材料的塑性变形,从而提高了多孔材料的抗冲击损伤性能。最后,简要介绍了BNT基无铅铁电陶瓷以及PIN-PMN铁电单晶在高功率脉冲电源方面应用的研究进展,并对未来研究工作提出展望。

关键词：铁电材料 PZT95/5 多孔材料冲击波电机械性能综述

La_(0.7)Ca_(0.3-x)Sr_xMnO_3薄膜的电输运特性研究

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无机材料学报 2016年第3期31卷 274-278页

作者：张媛媛唐晓东陈莹王根水董显林华东师范大学信息科学技术学院上海200241 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

采用溶胶–凝胶法制备La_(0.7)Ca_(0.3-x)Sr_xMn O_3(LCSMO)薄膜,探讨掺杂对结构、磁性能与电输运特性的影响机制。从X射线衍射(XRD)结果来看,所有薄膜均具有典型钙钛矿结构。LCSMO薄膜的居里温度(T_C)和金属绝缘体转变温度(T_(MI))均... 详细信息

采用溶胶–凝胶法制备La_(0.7)Ca_(0.3-x)Sr_xMn O_3(LCSMO)薄膜,探讨掺杂对结构、磁性能与电输运特性的影响机制。从X射线衍射(XRD)结果来看,所有薄膜均具有典型钙钛矿结构。LCSMO薄膜的居里温度(T_C)和金属绝缘体转变温度(T_(MI))均随Sr掺杂浓度增加而单调增加。总体看来,当x≤0.05时,LCSMO薄膜磁阻率类似于窄带系LCMO系材料,在T_(MI)周围较宽的温度区间内存在相分离,而相分离过程中多相共存的无序状态是该类材料庞磁阻效应的主要来源。对特定温度下的磁阻率随磁场的变化进行分析,当温度低于T_(MI)时,磁阻率随磁场变化出现双梯度,低磁场时晶界隧穿效应起主导,该部分效应对磁场特别敏感,高磁场时磁阻率主要来源于磁场对自旋波动的压制;当温度接近或高于T_(MI)时,晶界隧穿效应逐渐消失,磁阻率随磁场线性变化,磁场对自旋波动的压制起主导作用。

关键词：锰氧化物溶胶–凝胶法电输运特性

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复合陶瓷材料的非线性热释电效应

功能材料与器件学报 1997年第4期3卷 254-258页

作者：孙大志董显林段宁林盛卫中国科学院上海硅酸盐研究所

以不同复合方式制备了多组分的ＰＺＴ铁电陶瓷，研究了它们在ＦＲＬ－ＦＲＨ相变过程中的非线性热释电效应，对不同复合方式下的离子扩散行为与热释电效应之间的相互关系进行了分析和讨论。

关键词：铁电热释电复合陶瓷 PZT

红外探测用无铅铁电陶瓷的热释电特性研究进展

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物理学报 2020年第12期69卷 245-260页

作者：郭少波闫世光曹菲姚春华王根水董显林中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院无机功能材料与器件重点实验室上海200050 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050

铁电陶瓷具有优异的热释电性能,是红外探测器的核心敏感元材料,目前普遍采用铅基陶瓷材料,发展无铅铁电陶瓷用于热释电红外探测是近年来电介质物理与材料的一个热点.本文综述了无铅铁电陶瓷的热释电性能研究进展,主要包括钛酸钡基、钛... 详细信息

铁电陶瓷具有优异的热释电性能,是红外探测器的核心敏感元材料,目前普遍采用铅基陶瓷材料,发展无铅铁电陶瓷用于热释电红外探测是近年来电介质物理与材料的一个热点.本文综述了无铅铁电陶瓷的热释电性能研究进展,主要包括钛酸钡基、钛酸铋钠基、铌酸锶钡基、铌酸钾钠基等系列铁电陶瓷的热释电效应研究现状,归纳了不同体系增强热释电效应的手段.通过比较分析主要无铅铁电陶瓷的热释电性能和退极化性能的制约关系,指出钛酸铋钠基陶瓷是目前最具应用潜力的无铅材料体系,并对无铅铁电陶瓷热释电探测应用未来的发展方向进行了展望.

关键词：铁电陶瓷红外探测热释电效应钙钛矿结构

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功能陶瓷研究进展与发展趋势

中国科学院院刊 2003年第6期18卷 407-412页

作者：董显林上海硅酸盐研究所上海200050

简要评述了陶瓷基板,微波介质陶瓷,铁电压电陶瓷,半导体陶瓷,铁电薄膜和智能材料等功能陶瓷的研究进展和发展趋势,对我院功能陶瓷的发展提出了一些建议。

关键词：功能陶瓷发展趋势陶瓷基板微波介质陶瓷铁电压电陶瓷半导体陶瓷铁电薄膜智能材料

多孔PZT95/5铁电陶瓷的机械性能和铁电性能研究

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无机材料学报 2014年第7期29卷 758-762页

作者：曾涛白杨沈喜训王保峰董显林周志勇上海电力学院上海200090 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

采用添加造孔剂的方法制备多孔锆钛酸铅(PZT95/5)铁电陶瓷,研究了孔结构包括孔隙率、孔径及孔形状对多孔PZT95/5陶瓷机械性能和电性能的影响及机理,并揭示多孔PZT95/5陶瓷微观结构、机械性能和铁电性能的内在联系。研究表明:孔隙率的增... 详细信息

采用添加造孔剂的方法制备多孔锆钛酸铅(PZT95/5)铁电陶瓷,研究了孔结构包括孔隙率、孔径及孔形状对多孔PZT95/5陶瓷机械性能和电性能的影响及机理,并揭示多孔PZT95/5陶瓷微观结构、机械性能和铁电性能的内在联系。研究表明:孔隙率的增加降低了多孔PZT95/5陶瓷的声阻抗,改善了陶瓷与封装材料的声阻抗匹配.孔隙率增加,多孔PZT95/5陶瓷的屈服应力和剩余极化强度降低,矫顽场强增大。孔结构对多孔PZT95/5陶瓷屈服应力的影响可由应力集中理论解释;多孔PZT95/5陶瓷剩余极化强度随孔结构的变化可用内应力结合空间电荷理论加以解释。

关键词：多孔 PZT95 5陶瓷铁电性能应力集中机械性能