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直流偏置电场下BaTiO3基陶瓷介电常数非线性机理的研究

梁瑞虹 董显林 陈 莹 曹 菲 王永龄

直流偏置电场下BaTiO3基陶瓷介电常数非线性机理的研究

梁瑞虹, 董显林, 陈 莹, 曹 菲, 王永龄
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-02-04
  • 修回日期:  2005-03-14
  • 刊出日期:  2005-10-20

直流偏置电场下BaTiO3基陶瓷介电常数非线性机理的研究

  • 1. 中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 200050
    基金项目: 

    中国科学院科技创新基金(批准号:CXJJ-103)资助的课题.

摘要: 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(phenomenological theory)提出的公式εr(app) εr(0)=1[1+αε3r(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.

English Abstract

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