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铁电材料中的电畴:形成、结构、动性及相关性能

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物理学报 2020年第12期69卷 166-183页

作者：吕笑梅黄凤珍朱劲松南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

铁电材料的研究有近百年的历史,而铁电畴的存在是铁电材料最基本的微观结构特征.随着材料制备和表征技术的发展,铁电畴的排列组合方式对材料性能的影响越来越凸显.而近年来的研究显示,铁电畴及畴壁甚至能够作为各种微纳电子器件的独立... 详细信息

铁电材料的研究有近百年的历史,而铁电畴的存在是铁电材料最基本的微观结构特征.随着材料制备和表征技术的发展,铁电畴的排列组合方式对材料性能的影响越来越凸显.而近年来的研究显示,铁电畴及畴壁甚至能够作为各种微纳电子器件的独立功能单元,在信息存储、能量转换、机电驱动、量子计算等领域有着广泛的应用潜力.本文从铁电畴结构的群论推导开始,介绍了铁电畴的形成、结构到宏观力学谱和电学性能,以及利用压电力显微镜研究铁电开关、铁电畴微观特征的相关历程及现状.

关键词：畴结构铁电材料开关现象内耗

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铁电材料中的极性拓扑结构

物理学报 2020年第12期69卷 140-153页

作者：谭丛兵钟向丽王金斌湖南科技大学物理与电子科学学院湘潭411201 湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105

调控磁性材料中的自旋拓扑结构(流量闭合型、涡旋、半子(meron)、斯格明子(skyrmion)等自旋组态)可以改进材料的磁性和电磁性能,因而引起了学术界的广泛关注.最近研究表明,在尺寸效应、界面耦合及其相互作用、外延应变等作用下,铁电材... 详细信息

调控磁性材料中的自旋拓扑结构(流量闭合型、涡旋、半子(meron)、斯格明子(skyrmion)等自旋组态)可以改进材料的磁性和电磁性能,因而引起了学术界的广泛关注.最近研究表明,在尺寸效应、界面耦合及其相互作用、外延应变等作用下,铁电材料中也会出现自发的极性拓扑畴结构,同时表现出新的铁电相结构和丰富的物理性能.本文总结了铁电纳米结构、铁电薄膜和铁电超晶格中的极性拓扑畴结构类型及其形成机理,分析了这些极性拓扑结构与铁电、压电、介电、光电性能之间的关联,并分别讨论了铁电材料中极性拓扑结构的整体拓扑相变调控和单个极性拓扑结构的外场调控,最后展望了极性拓扑结构未来的可能研究方向.

关键词：铁电材料铁电畴极性拓扑结构调控

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铁电材料光催化活性的研究进展

物理学报 2017年第16期66卷 274-283页

作者：吴化平令欢张征李研彪梁利华柴国钟浙江工业大学机械工程学院特种装备制造与先进技术教育部/浙江省重点实验室西安710062

光催化技术被认为是最有前景的环境污染处理技术,这就使得光催化剂材料备受瞩目.近年来,铁电材料作为新型光催化剂材料受到人们越来越多的关注,其原因在于铁电材料特有的自发极化有望解决催化反应过程中的电子-空穴对复合问题,进而提高... 详细信息

光催化技术被认为是最有前景的环境污染处理技术,这就使得光催化剂材料备受瞩目.近年来,铁电材料作为新型光催化剂材料受到人们越来越多的关注,其原因在于铁电材料特有的自发极化有望解决催化反应过程中的电子-空穴对复合问题,进而提高光催化活性.本文从两个方面对铁电极化如何影响光催化进行综述:一方面,从铁电极化入手归纳总结其对电子-空穴对分离的影响,进而更深入地从极化引发的退极化场和能带弯曲两个部分来阐述具体的影响机理;另一方面,为了消除静电屏蔽,分别从温度、应力(应变)、电场三个外场因素调控极化入手,归纳总结外场调控极化对电子-空穴对分离的影响,进而影响光催化活性.最后对该领域今后的发展前景进行了展望.

关键词：铁电材料铁电极化外场调控光催化

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铁电材料的疲劳失效行为

力学进展 2021年第4期51卷 755-791页

作者：陈渝周华将谢少雄徐倩朱建国王清远成都大学机械工程学院成都大学高等研究院四川大学材料科学与工程学院破坏力学与工程防灾减灾四川省重点实验室(四川大学)

在航空航天、核能发电等重大装备技术领域,作为高温传感/驱动/能量收集器件的敏感材料——铋层状结构铁电(BLSF)陶瓷在复杂载荷环境下的疲劳失效问题严重限制着器件寿命和可靠性的提高.本文以BLSF陶瓷的应用需求为背景,围绕铁电材料的... 详细信息

在航空航天、核能发电等重大装备技术领域,作为高温传感/驱动/能量收集器件的敏感材料——铋层状结构铁电(BLSF)陶瓷在复杂载荷环境下的疲劳失效问题严重限制着器件寿命和可靠性的提高.本文以BLSF陶瓷的应用需求为背景,围绕铁电材料的疲劳裂纹扩展与电畴极化翻转及其相互作用机制等关键问题,综述了铁电材料在热、力、电三种载荷及其耦合作用下疲劳失效行为的研究现状,并根据当前铁电材料的一些新发展、新应用对其未来研究方向进行了展望,旨在为高性能、长寿命铁电/压电器件设计提供参考.

关键词：铁电材料 BLSF陶瓷疲劳失效电畴翻转多场耦合

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铁电材料的电热效应及其研究进展

材料导报 2017年第19期31卷 13-18,27页

作者：王歆钰镇思琦董正超仲崇贵南通大学理学院南通226019 苏州大学物理与光电.能源学部苏州215006

近年来基于电热效应的绝热退极化制冷技术以环保、高效、可靠等特性受到了国内外的广泛关注。介绍了铁电材料的电热制冷机制,系统概括了不同类型和结构的铁电材料的电热效应方面的国内外研究进展,分析了存在的主要问题以及可能的解决方... 详细信息

近年来基于电热效应的绝热退极化制冷技术以环保、高效、可靠等特性受到了国内外的广泛关注。介绍了铁电材料的电热制冷机制,系统概括了不同类型和结构的铁电材料的电热效应方面的国内外研究进展,分析了存在的主要问题以及可能的解决方法,并对铁电材料在制冷方面的实际应用进行了展望。

关键词：铁电材料电热效应绝热温变绝热退极化制冷

铁电材料力-电非线性电滞与蝴蝶曲线综合模型研究

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西安交通大学学报 2016年第9期50卷 125-131页

作者：薛晓敏孙清伍晓红张陵西安交通大学土木工程系西安710049 西安交通大学航空航天学院西安710075

铁电材料固有的电畴结构和极化反转特性引发宏观非线性行为,即极化电滞曲线和应力蝴蝶曲线,且由于材料、制备技术、电路系统等限制因素使得行为曲线出现不对称、中心偏移等现象,使得目前常规模型很难精确、有效地描述铁电系统的真实特... 详细信息

铁电材料固有的电畴结构和极化反转特性引发宏观非线性行为,即极化电滞曲线和应力蝴蝶曲线,且由于材料、制备技术、电路系统等限制因素使得行为曲线出现不对称、中心偏移等现象,使得目前常规模型很难精确、有效地描述铁电系统的真实特性。针对此问题,提出一种适用于铁电材料的综合含参数模型用以有效模拟力、电及耦合非线性行为。该模型基于现有铁电模型理论并引入异化参数而形成,可广泛适用各类铁电曲线中存在的不对称和偏移等异化现象;此外,为了有效预测综合模型中多个未知特性参数,通过设计遗传算法程序实现其精确优化识别,为进一步提高模型预测精确性和实用性提供必要条件;最后,分别开展了虚拟试验和真实试验仿真模拟验证,结果表明:采用优化参数综合模型的模拟误差均可控制在10%以内,相较于传统模型方法可提高约50%。因此,该模型方法可广泛用于实际铁电材料特性行为的描述,且具有较好的应用前景。

关键词：铁电材料电滞曲线蝴蝶曲线综合模型参数识别

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铁电材料I-V特性测试系统

仪器仪表学报 2006年第11期27卷 1365-1368页

作者：曾亦可陈刚张洋洋邓传益俞丹华中科技大学电子科学与技术系武汉430074

本文介绍了铁电材料的I-V特性及测量原理、测试系统的组成,并给出了测试软件的流程图。用该测试系统对PZT10铁电陶瓷进行I-V特性测试,测量结果与有关报道相符合。本文设计的系统软件不仅可以对所测的铁电样品进行参数计算、修改和保存数... 详细信息

本文介绍了铁电材料的I-V特性及测量原理、测试系统的组成,并给出了测试软件的流程图。用该测试系统对PZT10铁电陶瓷进行I-V特性测试,测量结果与有关报道相符合。本文设计的系统软件不仅可以对所测的铁电样品进行参数计算、修改和保存数据,而且可以对铁电样品的漏电导和线性感应电容进行补偿,从而获得接近本征特性的I-V曲线。利用该测试系统,可以更加方便地对不同的铁电材料进行研究。

关键词：铁电材料 Ⅰ-Ⅴ特性测量数据采集

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铁电材料催化抗菌研究进展

工程科学学报 2024年第9期46卷 1702-1712页

作者：张妍车俊岭贾艳敏西安邮电大学理学院西安710121 陕西师范大学物理与信息技术学院西安710062

研究和发展抗菌技术对保障人类的生命健康至关重要.铁电材料是具有自发极化,且自发极化能够被外电场所转向的一类材料.在外加场的刺激下,铁电材料内部电偶极子的有序排列被打破,表面的束缚电荷重新分布,被释放的正负电荷与周围介质中的... 详细信息

研究和发展抗菌技术对保障人类的生命健康至关重要.铁电材料是具有自发极化,且自发极化能够被外电场所转向的一类材料.在外加场的刺激下,铁电材料内部电偶极子的有序排列被打破,表面的束缚电荷重新分布,被释放的正负电荷与周围介质中的氧气和水发生反应,生成具有强氧化性的活性物质(如·OH,O_(2)^(-))来灭活细菌.结合铁电材料具备良好的压电、热释电及光伏性质,以及响应快(10^(-6) s)、机电耦合系数高的独特优势,与催化技术相结合已发展成为一种新兴的灭菌技术.本综述从铁电材料的压电催化抗菌、热释电催化抗菌及光催化抗菌三个方面,对前人报道的关于铁电材料催化抗菌的工作进行了总结梳理,并分别阐述了铁电材料在不同类型催化过程中的抗菌机制.

关键词：铁电材料抗菌压电催化热释电催化光催化

铁电材料Bi_4Ti_3O_（12）及应用

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压电与声光 1995年第3期17卷 45-49页

作者：顾豪爽邝安祥李兴教湖北大学压电陶瓷技术研究所华中理工大学固体电子学系

叙述了Ｂｉ＿４Ｔｉ＿３Ｏ＿（１２）材料的结构、性质和制备方法，并对Ｂｉ＿４Ｔｉ＿３Ｏ＿（１２）铁电薄膜的研究现状和应用前景作了简单分析。

关键词：铁电薄膜应用铁电材料