项目描述:
T基弛豫铁电单晶是目前发现的压电性能最为优异的人工晶体,其作为新一代高性能高压电系数、大尺寸压电单晶,被国际著名杂志 Science 称之为“铁电领域 50 年来一次激动人心的突破”。以第二代弛豫型铁电单晶PMN-PT 晶体为代表的是由弛豫型铁电体是由铌镁酸铅(PMN)与正常铁电体钛酸铅(PT)复合而成,PMN-PT 晶体会随着 PT 组分的增加逐渐由弛豫型铁电体向正常铁电体转化。PMN-PT 单晶具有 PMN 铁电体与 PT 铁电体独特的铁电性能。PMN-PT 弛豫铁电单晶其压电性能 d33 达到 2000 pC/N, 约为软性(PZT陶瓷的5倍,而且其电致应变滞后也远小于软性 PZT 陶瓷。相比 PZT 等铁电体,弛豫铁电单晶的弛豫基团,如 PMN、PZN 等,是造成弛豫铁电单晶极性微区的主要因素。单相弛豫铁电体的一个显著特点是:虽然其宏观尺度上不具有自发极化强度,但是其中存在一定的极性微区。由于弛豫基的存在,PMN-PT 单晶中会存在极性微区。该微区可降低晶体铁弹相结构的稳定性,使横向声学模软化,导致剪切压电效应增强。这一点很可能是造成弛豫铁电单晶压电效应远高于其他钙钛矿相铁电材料的主要原因。由于同时包含弛豫基和铁电基,弛豫铁电单晶 PMN-PT可同时具有宏观自发极化强度和极性微区。在宏观性能方面,弛豫铁电单晶可同时表现出压电性能和弛豫特性。因此,探测弛豫型铁电单晶材料的光学与电学效应的关键科学问题一直以来是研究的热点。