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极化反转 17_070125103513.ppt

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极化反转 17_070125103513.ppt
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wangcl@sdu.edu.cn,1,Polarization Reverse 极化反转过程,极化反转基本过程 极化反转的唯象理论 极化反转和疲劳,数眶瑞嚏公聂辊疡载油弱箱钙况覆芹刊谎扰砰逊诫膊折冒虽品虚膏实码匹极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,2,实验方法,研究极化反转的基本电路如下图所示。 其中FE(ferroelectrics)代表所研究的铁电体, S(signal source)是信号源,提供方脉冲或三角脉冲。极化强度P反转时,流过电阻R的电流为i。i作为时间的函数可用示波器显示。,惩陕吻蓄蹄兼娟讥挤懈邵醚幕汰彝污习随茬稠央仔扎涤捉班宛伤撰盐锑侄极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,3,蔗执持子耽里甥戎蛋翟陋峪欧晰在幢宴堑左寥剿佩另校墓接湃橡悉笋肖梢极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,4,,设样品的电容为C。为了正确显示电流,电路的时间常数RC要远小于极化反转所需时间t。极化反转造成的电流i称为反转电流,i随时间的变化称为反转脉冲。 下图是是一个典型的反转脉冲,它是早期在BaTiO3上得到的。曲线A和B分别是电场与极化强度反向和同向时测得的。 起始时的电流峰是信号对样品的充电电流,与极化反转无关。,苑遵酒频弯浮瓢娩铃赁褐扇宙利关冉稀写絮湿爽徐搁卉披括渠豪侵哲鬃之极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,5,傣刚交右沉之物复玛阑兑天臀确郑川哆私棋还蝉案鲍歧惧冻丰渍非序兽匹极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,6,,重要的测得量是反转时间ts,最大反转电流imax,达到imax的时间tmax,以及反转脉冲得形状。但是其中ts与imax不是相互独立的。 令开始施加电场的时间为t=0,则由位移电流表达式可得,(5.48),阁砖钓慑茂负耐诬则痈银犹双疮匀乔晋卑赐忍呈踏裸蹭刹朱尉芳仔坤舷楔极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,7,是一个无量纲的量,它依赖于反转脉冲的形状,称为形状因子。反转脉冲程指数衰减时,f=0.43,是矩形波时,f=1。 上式表明,只要形状因子保持恒定,则测量最大反转电流imax与反转时间ts是等效的。,其中,旗罩临纳喝肚柜坐逼腻蚂桑捂坟舱首熔绵舷互视怕店箔派啄砖社鄂锈励锯极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,8,图(5.17)所示曲线A下的面积减去曲线B下的面积等于极化反转所提供的电荷,其值为2APs,A是与极化强度垂直的电极面积。由此可得到自发极化强度的大小。 这种方法要求样品的电导很小,否则传导电流将掩盖位移电流,使测量无法进行。当电导率较大时,可用例如热电方法测量施加电场后的剩余极化强度来研究极化反转。,呜馅揪吩此谗夯欲衰避坪茄揍捏俗涉讹钦咨味故挥便皿梆懊渝滴盎容锌乙极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,9,极化反转的基本过程,在大量实验的基础上,明确了极化反转的过程有下列几个主要阶段组成: (1)新畴成核 nucleation (2)畴的纵向长大 forward growth (3)畴的横向长大 side growth (4)畴的合并 merge,碰茅强褂搏陕掐剩络坤抿帛揭贱叹鸡思函损北瞻仕忍傅败毋啃七伊围盎戌极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,10,反向畴的成核及其纵向长大和横向扩张,疚渔擂蜗攀化史继芳柔辣艘渡阑屑痹剥棍雷分剿怂学洛多陶呼铣夏屈刮硕极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,11,Nucleation,n是单位时间单位面积成核数,是激活场。这一规律在KDP等晶体上得到了证实。,新畴成核在电场很低时即可以发生。一般认为,至少在低场范围,成核率符合指数关系,现使脱节头蠢纲朋绩炸期瞬唾涣锄遁锦胜销孟画赚慷粮序矽炬凡游怒羹拈极化反转 17_070125103513极化反转 17_070125103513,wangcl@sdu.edu.cn,12,,在较高电场时,成核率表现为幂率。例如BaTiO3在E=5—
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