PbxSr1-xTiO3的相变及介电可调性研究

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PbxSr1-xTiO3(PST)作为一种典型的铁电材料,被广泛应用于制造可调滤波器、移相器、电容器等。本文在朗道-金兹堡-德文希尔唯象理论的基础上,研究外加电场跟静水应力条件后,PST单晶的相组成、极化、介电常数的变化,主要研究结果如下:  1.通过对 PST系数的拟合,计算了其单晶各个成分的居里温度,并与实验可以很好的吻合。同时也研究了在各成分下单晶的相稳定状态跟温度的关系,发现在小于-146℃的低温、x小于0.13的低铅成分含量时才会有R相出现。  2.在成分为x=0.2和x=0.5的PbxSr1-xTiO3(PST)单晶加上E001、E011、E111方向电场。其中在E001方向电场中,两个成分的PST单晶都在T相稳定,而E011方向电场诱导出T-MC-O、T-MC-MB相变,E111方向电场诱导出MA-R相变,其中x=0.5成分的PST单晶随温度发生相变的最大临界电场为78MV/m,远远大于成分x=0.2的5MV/m。  3.加8GPa静水拉应力下PST单晶的两个成分在沿着E001、E011、E111方向加电场,通过控制电场跟温度的耦合,确定了这两个成分在三个方向电场中的相组成,系统的建立了x=0.2和x=0.5这两个成分的电场-温度相图。通过对比不加静水应力跟加8GPa静水拉应力后的电场-温度相图发现,给0.2成分的PST单晶加上静水应力可以诱导出新的铁电相,而在0.5成分的PST单晶加上静水应力并没有诱导出新的铁电相。  4.在沿着E001、E011、E111方向电场中,系统的建立了PST单晶的两个成分室温下的电场与极化、电场与介电常数曲线图。静水拉应力在诱发相变的同时也提高了极化分量强度。成分为0.5时在强度较高的E011方向电场中诱导出单斜MB相,但是在相变点附近介电常数值没有发生突变。系统的建立了室温下PST单晶两个成分的静水应力跟极化、静水应力跟介电常数曲线图,更加清晰的分析了PST在渐变静水拉应力条件下介电常数跟极化在电场中的变化关系。
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