关于铁电材料的发展历史和现状(1)
铁电材料发展历程以及目前状况

铁电材料发展历程以及目前状况铁电材料是一种具有独特物理特性的材料,在电子领域、信息存储领域等方面具有广泛的应用前景。
本文将回顾铁电材料的发展历程以及目前状况。
一、铁电材料的发现铁电材料是一种将电信号转换为机械变形或者机械变形转化为电信号的材料。
铁电材料的发现可以追溯到20世纪初。
在1910年,法国物理学家Paul Langevin和Pierre Weiss 首次发现了氢氧化钛(TiO2)具有电荷分离和极化特性,这是铁电材料发现的先声。
1921年,日本物理学家神户荣一郎发现了铌酸锂(LiNbO3)和钽酸锂(LiTaO3)这两种材料,也具有电荷分离和极化特性,这就是铁电晶体材料。
20世纪50年代,美国物理学家Curie夫妇提出了铁电材料家族的定义:有种类别的材料,它们在某个温度下具有自发的电极化。
二、铁电材料的发展历程自从铁电材料的发现以来,目前铁电材料已经存在于多个不同的市场中。
这些市场包括石英晶体谐振器、随机存储器(RAM)、可编程逻辑控制器(PLC)、传感器、磁随机存取存储器(MRAM)和智能售货机等。
1965年,日本的学者佐藤义彦和稻村光男发现了PbTiO3的常温铁电性质,这标志着铁电材料制备和研究进入了全新的阶段。
1961年,美国学者S.W. Kirchhoff和J.D. Berkowitz在Cr2O3中发现了自旋极化效应,这为铁电材料的研究开辟了一条新的道路。
20世纪80年代,铁电材料的研究由于世界各国政府的投资而得到了极大的发展,铁电材料的种类也逐渐增加。
1990年代,高温超导材料发现后,人们对铁电材料的研究暂时停滞,但是在新世纪之后,铁电材料的研究得到了再次的突破。
随着电子领域的不断发展,铁电材料的应用前景也更加广阔。
三、目前铁电材料的状况铁电材料是一种具有非常高度应用前景的材料,铁电材料的应用主要集中在电子领域和信息存储领域。
目前铁电材料已经广泛运用在随机存储器、电脑存储器、模拟存储器、磁性处理、扩散屏蔽等领域。
关于铁电材料的发展历史和现状

关于铁电材料的发展历史和现状铁电材料是一类具有特殊性质的功能材料,能够在外加电场作用下表现出极化现象,即在电场作用下产生极化电荷。
铁电材料的发展历史可以追溯到20世纪40年代,在已经有一定背景的情况下,随着科研技术的不断进步,对铁电性能的研究也越来越深入。
铁电材料的早期研究很大程度上受到了对氧化锆(ZrO2)的兴趣的启发。
1944年,乌克兰的奥夫钦尼科夫斯基科学家Boris D. Sturman和Vitaly F. Dikshtein首次提出了铁电性质的概念。
他们认为,一些铁素体晶体的晶格结构可以在外加电场作用下发生极化,并且在电场消失时能够保持极化状态。
随后,利用X射线衍射技术进一步研究了铁电材料的晶体结构。
随着对铁电性质的不断探索,20世纪50年代和60年代出现了一系列有关铁电材料的重要发现。
1954年,美国物理学家乔治·西蒙隆(George W. Simon)首次发现了对偏转电场产生极化现象的铁电材料晶体。
1965年,瑞士科学家Pierre Curie在其研究中发现了铁电现象的无中心对称C点群,从而提出了铁电相变理论。
这些发现大大推动了铁电材料研究的进展。
在20世纪70年代,随着电子显微镜和X射线衍射等技术的突破,科学家们开始更加深入地研究铁电材料的微观结构和性质。
此外,新的铁电材料也被发现,如钛酸锆(PZT)和钛酸铋(BTO)等。
自20世纪90年代以来,铁电材料的研究进一步加深。
随着对铁电性质和机制的更好理解,一些特殊的铁电效应也被发现。
例如,铁电与磁电耦合效应之间的关系以及类铁电材料的发现,这些发现为进一步开发铁电材料在数据存储、传感器、能量转换等领域的应用奠定了基础。
目前,铁电材料的研究取得了一系列突破性的进展。
例如,科学家们通过掺杂、薄膜制备、纳米结构调控等方法提高铁电材料的性能,并拓宽了其应用范围。
铁电材料在非揮发性随机存取存储器(FeRAM)、传感器、超级电容器、储能器件等领域展示了巨大的潜力。
铁电材料的发展历史和现状

1919年 ,Joseph Va1asek在 美 国 明 尼 苏 达 州 大 学读 研 究生 ,师 从 物理 学 家 W F G Swan教授 【7】。 从 事 宇 宙 射 线 物 理 理 论 研 究 工 作 而 闻 名 于 世 的
mann测 量 了 K3PO 、K2HPO 、KH2PO 等 粉 体 的介 电 常 数 。前 面两种盐 的值很 平 常 ,分别 为 7.75和 9.O5, 而 KH2PO 的值 却 高达 3O。但 这些材 料都 不含 结 晶
收稿 日期 :2008一o7—03 基 金 项 目 :中 国 博 士 后 科 学 基 金 (20o70410774);重 庆 市 自然 科 学 基 金 (CsTC20O7BB4212);重 庆 市 教 育 委 员 会 科 学 技 术 研 究 项
目 (KJ07l401) 作者 简 介 :符 春 林 (1970一),男 ,四川 岳 池 人 ,教 授 ,博 士 。
在 铁 电发展史 上 的重要 历史事 件按 年代 顺 序列 于表 l『5阄中 。
1 四个 发 展 阶段
关 于铁 电的发 展历史 ,大体可 以分为 以下 四个
表 1 铁 电发 展史 上 的重 要 事 件
年 份4 { 0 渤 2 l 1 5 1 1 l 4l事 5l 91 91 1件 2 1 3 螂 l 4 1 5 1 5 1 1l 1 l 4 1 7 } 在 罗 息 盐 中 发现 热 释 电性 在 罗 息 盐 、石 英 及 其 它 矿石 中发 现 压 电 性 首 次 提 出 铁 电性 发 现 罗 息盐 具 有 铁 电性 发 现 KH2P0 具有 铁 电性 研 制 出 BaⅡ0 高 K(大 于 l 20o)电容 器 发 现 ABO 型钙 钛 矿 结 构 的 BaTi0,具 有铁 电性 BaTi0 用 于压 电传 感 器 提 出 BaTi0 的 唯象 理 论 报 道 LiNbO 和 LiTa0 是 铁 电体 提 出反 铁 电体 的 概 念 报 道 PZT是 铁 电体 报 道 PbNb:06是铁 电体 PZT用 于 压 电 传感 器 报 道 BaTi0 具 有 }rrC效 应 报 道 碱 式 铌 酸盐 是 铁 电体 提 出铁 电材 料 的 晶格 动 力 学 理 论 、软 模 理 论 报 道 PMN是 弛 豫铁 电体 研 制 出 铁 电 半导 体 (P,rC)器 件 报 道 热 压 制 备 的铁 电陶 瓷 的 光 学 和 电光 性 能 提 出 “铁 性 体 ”和 “铁 弹性 ”术 语 报 道 PLZT的 电光 性 能 研 制 出铁 电薄 膜 利 用 PMN 弛豫 铁 电体 研 制 出 电 致 伸缩 器 件 S0l一 l技 术 用 于 制备 铁 电薄 膜 报 道 PzI’和 PLZT具 有 光 致 伸缩 效 应 铁 电薄 膜 与 硅 技 术 结 合 研 制 出用 于 压 电 传 感 器 的 弛豫 铁 电体 单 晶 材料
铁电材料的研究与应用前景

铁电材料的研究与应用前景铁电材料是一种特殊的材料,具有持续的电极化效应,可应用于许多科技领域,如电子、能源和通信等。
在过去的几十年里,铁电材料的研究得到了广泛的关注,不断涌现出新的成果。
本文将探讨铁电材料的研究现状以及其应用前景。
一、铁电材料的研究现状铁电材料具有许多独特的物理和化学特性。
它们的最大优点就是具有非常持久的极化效应,使其在存储器、传感器和激光等领域具有潜在的应用前景。
如果可以准确地控制其物理性质,铁电材料就可以用于产生更为高效的电场效应,并且这种效应可以跨越多个材料之间传输。
在铁电材料的研究中,一个重要的关键是了解其结构和性质之间的关系。
科学家们已经发现了许多有关铁电材料微观结构和性质之间关系的规律。
例如,通过控制铁电材料的晶格畸变和离子配位,科学家们已经成功地改变铁电材料的极化方向并调节了数值大小和电压敏感性。
此外,近年来,铁电材料的研究方向也逐渐向着多功能复合铁电材料发展。
这种材料将铁电材料与其他特殊性质的材料进行组合,形成复合材料,从而可以实现更高效、更广泛的应用。
二、铁电材料的应用前景铁电材料的应用前景非常广泛,目前已经应用于许多领域。
以下是几个铁电材料的应用领域。
1. 存储器铁电材料的极化效应使其非常适用于储存器的制造。
例如,通过存储器中的极化电荷,可以在不供电的情况下保留信息,从而大大提高了储存器的可靠性和稳定性。
2. 传感器由于铁电材料具有很少的失真和很强的耐用性,因此可以用于制造高灵敏度和高稳定性的传感器。
例如,可以将振荡器与铁电材料配合使用,用于制造高精度的机械测量仪器。
3. 激光器铁电材料可以被用来制造超快激光器。
这种激光器具有高能量密度和快速响应的特性。
此外,铁电材料还可以用来制造较为复杂的激光系统,由此产生更为精细的光谱和波长。
4. 能源铁电材料可以用于制造高效率的太阳能电池。
此外,通过在铁电材料中掺入其他物质,还可以制造出更为高效的生物质燃料电池。
5. 通讯通过在铁电材料中引入其他成分,可以制造出高精度、高稳定的元器件。
铁电材料的发展及其应用

铁电材料的发展及其应用随着科技的发展,材料学科也随之发展。
铁电材料是近年来材料学中备受瞩目的一种材料。
它的独特性能使它在很多领域都有广泛的应用。
本文将会详细介绍铁电材料的发展历史、性质、应用等方面。
一、发展历史铁电材料的历史可以追溯到20世纪20年代初。
当时,人们开始研究铁电性质,铁电现象已经被发现。
直到20世纪50年代初,人们才发现铁电是一种材料的固有特性。
1956年,铁电性质的发现引起了科学家们的广泛关注。
在数十年的发展中,铁电材料不断被研究和开发,发现了很多铁电材料的独特性质和应用。
二、性质铁电材料不仅具有一些像普通瓷器、水晶一样的性质,而且还表现出许多独特的性质。
1、铁电性铁电性是铁电材料最为重要的性质之一。
铁电材料在外加电场下具有特殊的极化行为。
当铁电材料层间距离小于其极化长度时,材料之间会产生极化区域。
外加电场将导致这些极化区域扭曲和移动,从而改变材料的形态和性质。
这也使得铁电材料具有独特的介电和压电性能。
2、光电性铁电材料具有很高的光学透明度和阻抗。
在近红外、红外和太赫兹频率范围内,铁电材料可以表现出强烈的非线性光学效应。
由于这种性质,铁电材料被广泛地应用于光通信、光存储和光子学领域。
3、磁电性铁电材料还具有磁电效应,即当外加磁场时,铁电材料会在电极方向产生电势差。
这种磁电效应是铁电材料在磁电存储中应用的基础。
三、应用铁电材料在诸如传感器、压电驱动器、存储设备以及纳米硅谷等众多领域中有广泛应用。
具体来说有以下几个方面。
1、压电转换器铁电材料的压电效应可以被用于制作压电转换器。
这种装置可以将压力转换为电能,将其中的原理用在机械能的捕捉上可以制造更高效、更节能的机器。
2、存储设备铁电材料作为一种用于存储数据的新材料,曾经有着良好的发展前景。
然而,由于其本身的高载流能量,容易造成内部短路,导致数据的丢失。
现在,虽然使用的更多的是磁性储存技术,但铁电材料作为一种新的存储材料,仍然具有很好的前景。
关于铁电材料的发展历史和现状

关于铁电材料的发展历史和现状关于铁电材料的发展历史和现状的发展历史,提出了研究中需要解决的一些问题。
关键词:铁电材料罗息盐磷酸二氢钾钙钛矿前言铁电材料是一类重要的功能材料.它具有介电性、压电性、热释电性、铁电性以及电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等重要特性,可用于制作铁电存储器、热释电红外探测器、空间光调制器、光波导、介质移相器、压控滤波器等重要的新型元器件。
这些元器件在航空航天、通信、家电、国防等领域具有广泛的应用前景。
因此铁电材料成了近年来高新技术研究的前沿和热点之一。
早在远古时期,人们就知道某些物质具有与温度有关的自发电偶极距,因为它们被加热时具有吸引其它轻小物体的能力。
1824年B rester 观察到许多矿石具有热释电性。
l880年约居里和皮居里发现当对样品施加应力时出现电极化的现象。
但是,早期发现的热释电体没有一个是铁电体。
在未经处理的铁电单晶中。
电畴的极化方向是杂乱的,晶体的净极化为零,热释电响应和压电响应也十分微小,这就是铁电体很晚才被发现的主要原因。
直到l920年,法国人Valasek发现了罗息盐特异的介电性能,才掀开了铁电体的历史。
在铁电发展史上的重要历史事件按年代顺序列于表l中。
1、四个发展阶段关于铁电的发展历史,大体可以分为以下四个阶段。
1.1罗息盐时期一发现铁电性19年,Josep hVa1asek在美国明尼苏达州大学读研究生,师从物理学家W FG San教授。
从事宇宙射线物理理论研究工作而闻名于世的San教授建议Val asek研究罗息盐单晶的物理性能。
在接下来的两年里,Vala sek测量了罗息盐的线性介电响应、非线性介电性能、压电性能、热释电现象等宏观性能。
1920年4月23日在华盛顿举办的美国物理学会会议上,铁电性概念诞生了。
2023年铁电材料行业市场发展现状

2023年铁电材料行业市场发展现状铁电材料是一种具有特殊电性能的材料,具有快速响应、简单可控等特点,被广泛应用于电容器、存储芯片、传感器等领域,被誉为电子材料中的重要分支。
随着信息技术和通讯技术的快速发展,铁电材料市场需求不断增加,并呈现出下列发展趋势:一、市场需求不断增加随着人们对信息技术和通讯技术不断追求,对重要电子材料的需求不断提高。
铁电材料由于具有快速响应、高精度、良好稳定性等优势,因此低噪声、高频、高速度、大存储容量等方面被广泛应用于电子信息领域。
尤其是在存储器、传感器等领域,铁电材料的应用前景非常广阔,市场需求不断增加。
二、应用领域扩大随着研究和发展的不断深入,铁电材料的应用领域逐渐扩大。
目前,铁电材料在电源管理、显示器件、光电器件、高频和射频技术、微机电系统等领域中已经得到广泛应用。
另外,同样具有铁电效应的氧化锆、钛酸钡等化合物也逐渐成为新型的铁电材料。
三、国内市场不断发展近年来,国内的电子信息领域发展迅速,电子电器、通讯设备、计算机等高新技术产品已经成为人们生活不可或缺的一部分。
因此,铁电材料作为电子材料的重要分支,在国内市场也得到了广泛应用和发展。
尤其是在电容器、存储芯片、传感器等领域,铁电材料的研究和应用也得到了广泛关注,市场发展前景非常广阔。
四、国际市场竞争加剧虽然国内市场发展迅速,但是国际市场竞争也越来越激烈。
欧美和日本等发达国家在铁电材料研究方面的优势依然很强,其技术和产业链比国内成熟很多。
而且在高端市场中,国际品牌在知名度和市场份额方面占据优势。
因此,国内企业需要加强研发实力和市场营销,提高产品品质和服务水平,才能在国际市场上占得一席之地。
总之,铁电材料市场在国内外都具有很大的市场潜力和发展空间。
随着技术的进步和需求的增长,铁电材料研究和应用的前景非常明朗。
因此,国内企业应该加强技术创新和市场拓展,争取更大的市场份额和竞争优势。
金属铁电材料的研究及应用

金属铁电材料的研究及应用随着技术和科学的不断进步,人类对于材料科学的探索也越来越深刻。
在众多的材料种类中,金属铁电材料因其独特的性质而备受关注。
本文将围绕着金属铁电材料的研究和应用展开。
一、金属铁电材料的概念及特性金属铁电材料指的是在室温下具有铁电性质的金属材料,其性质是由摩尔比分子共价、离子键、金属化及杂质掺杂等因素共同决定的。
金属铁电材料具有独特的电学、热学、光学、磁学和结构性质,特别是其在电场作用下具有极化现象,从而产生电荷和电偶极矩。
此外,金属铁电材料还具有良好的机械性能、化学稳定性和可重复性等特点,因此被广泛应用于多个领域,如微电子技术、储能技术、传感器技术、光电传输技术和热电转换技术等。
二、金属铁电材料的研究进展(一)铁电材料的研究历程早在1920s,铁电现象就已被发现,但当时只有少数氧化物晶体具有这种性质。
随着科学技术的进步,铁电材料的种类和性质也逐渐被发现和研究。
1950年代后期,国外学者开始对化学成分丰富的铁电材料进行系统研究,如正交钙钛矿型铁电材料、铁电单晶、薄膜、纳米和多相复合材料等。
1980年代,铁电材料技术得到了广泛的应用,铁电非易失性存储芯片作为计算机存储器已经进入市场。
同时,国内外的学者也对铁电材料进行了广泛的研究,钛酸钡、钛酸锶和钛酸钡锶等铁电材料已成为重要的研究对象。
(二)金属铁电材料的研究现状近年来,金属铁电材料的研究与应用成为了热点。
其中,多铁性材料是目前研究的热点之一。
多铁性材料是指同时具有电极化和磁化存在,即在外界电场或磁场下发生相变。
该材料不仅具有良好的铁电性能和铁磁性能,还具有光学、声学和输运性能等多种电子性质。
此外,新型金属铁电材料如铁电卤化物和铁电二氧化钛纳米材料等也受到广泛关注。
铁电卤化物材料的结构简单,具有良好的铁电性能和储能能力,适用于表面电化学储能和太阳能电池。
而铁电二氧化钛纳米材料具有良好的热电性能和光催化性能,在太阳能电池、传感器和催化反应中有着广泛的应用前景。
2024年铁电材料市场前景分析

铁电材料市场前景分析引言铁电材料是一类具有特殊结构和性质的材料,具有优异的电介质、压电和铁电特性。
随着电子设备和通信技术的不断发展,铁电材料的应用前景逐渐受到关注。
本文通过对铁电材料市场的分析,探讨铁电材料的发展趋势和市场前景。
市场概况铁电材料的定义和特性铁电材料是一类具有自发极化现象的材料,其电介质性能优异,能够在外电场的作用下实现自发极化反转。
此外,铁电材料还具有良好的压电和铁电特性,可广泛应用于传感器、电容器、存储器等领域。
市场规模和增长趋势根据市场研究机构的数据,目前铁电材料市场规模较小,但呈逐年增长的趋势。
预计未来几年,随着新兴技术的发展和应用领域的扩大,铁电材料市场将迎来更为广阔的发展空间。
新兴技术的兴起近年来,一系列新兴技术的发展对铁电材料市场的需求产生了积极的影响。
例如,人工智能、物联网和5G通信等技术都对铁电材料的高性能和低功耗提出了要求,推动了铁电材料市场的发展。
应用领域的扩大铁电材料在传感器、电容器和存储器等领域具有广泛的应用前景。
随着人们对高性能和小型化产品的需求增加,对铁电材料的需求也在不断增长。
同时,随着新兴应用领域的涌现,如无线充电技术和柔性电子技术,铁电材料的市场前景将进一步拓展。
市场挑战和风险技术门槛较高由于铁电材料具有独特的结构和特性,对材料生产和加工技术的要求较高。
目前,铁电材料的生产工艺尚不成熟,制约了其在市场上的应用和推广。
品牌竞争和市场竞争铁电材料市场存在较多的品牌竞争和市场竞争,具有一定的风险和挑战。
随着铁电材料市场规模的扩大,各大企业将加大投入和研发力度,提高产品竞争力,从而影响市场格局。
技术进步和创新应用随着科技进步的加速和创新应用的推进,铁电材料的研发和应用将取得长足发展。
新材料的研究和生产工艺的改进将带来高性能和低成本的铁电材料,进一步推动市场的发展。
区域市场的分化和细分随着铁电材料市场的发展,不同地区的市场需求将出现分化和细分。
一些发达地区将成为铁电材料的主要消费市场,而一些新兴市场也将崛起,为铁电材料市场的发展注入新的活力。
铁电材料的研究进展与应用前景

铁电材料的研究进展与应用前景近年来,铁电材料作为一种重要的功能材料备受关注,其在能量转换、传感器、非易失性存储等领域有着广泛的应用前景。
本文将对铁电材料的概念、研究进展及应用前景进行讨论。
一、什么是铁电材料铁电材料是指在外加电场作用下,具有正向和负向电极化特性的材料。
铁电性是一种晶体结构特征,属于一类同时具有离子性和共价性的化合物,其晶格会因为电子位置的变化而发生改变,从而导致其物理性质的改变。
铁电材料通常为极性晶体,其电极化方向跟晶体对称性有关。
二、铁电材料的研究进展铁电材料的研究起源于20世纪40年代,但真正引起科学家们关注的是1982年发现的铁电陶瓷BST。
自那时起,随着相关技术的不断成熟,铁电材料的研究也在不断深入。
近年来,关于铁电材料的研究重点主要集中在以下几个方面:1.新型铁电材料的发现:随着铁电材料的应用需求不断扩大,科学家们也在不断发掘新的铁电材料。
例如,以高熵化合物为代表的多相材料,以及“无铅铁电材料”等均成为研究的热点。
2.铁电材料的结构分析:近年来,随着高分辨率电镜、X射线衍射等技术的不断发展,科学家们对铁电材料的微观结构和电荷轨迹等进行了深入探究,从而更好地理解和解释其物理性质。
3.铁电材料的能量转换和电荷运输:作为一种晶体材料,铁电材料具有很好的光电、声波能量转换效应,其对红外光、超声波等的响应表现出许多优异的性质。
铁电材料的电荷转移和电子运输也成为科学家们研究的重点。
三、铁电材料的应用前景由于铁电材料具有如此优异的物理性质,其在许多应用领域均有广泛运用。
以下列举几个应用领域:1.传感器:铁电材料可以将机电能转化为电信号变化,从而可以应用于光学传感器、声波传感器、气敏传感器等。
2.非易失性存储器:由于铁电材料的正负极化状态可以通过外界电场的控制而实现可逆转换,因此铁电存储器可以实现非易失性存储。
3.太阳能电池:铁电材料在太阳能电池方面也具有广泛的应用前景。
由于其能量转换效率高且应用寿命长,因此对于人们在清洁能源方面探索的需求,铁电材料可谓是一个不可或缺的选择。
铁电材料的结构与性能研究

铁电材料的结构与性能研究铁电材料是一种重要的功能材料,具有独特的电-机-磁联合性能和应用前景。
铁电材料的结构与性能研究是当前材料科学研究的一个重要方向。
本文将从铁电材料结构的发展历程、铁电材料的基本结构特点和性能研究三个方面进行论述。
一、铁电材料结构的发展历程铁电材料是指具有自发极化的材料,它们的电性能受到外加电场和温度等条件的影响,具有优良的电学、光学和磁学性质。
早在20世纪初期,人们就已开始在铁电材料方面的基础研究,但是在那个时候,由于技术条件的限制,研究的范围受限于少量的铁电晶体材料。
随着科技的进步,人们开始采用先进的技术手段,研究铁电材料的结构。
20世纪70年代末80年代初,人们使用X射线粉末衍射技术对铁电材料的结构进行了深入探究。
这一时期的研究表明,铁电材料具有PbTiO3等钙钛矿结构,而后人们发现还有更加复杂的铁电材料,如BaTiO3、SrTiO3等,这一时期的研究获得了长足的发展。
90年代,人们在铁电材料结构方面又有了新的发现,如压电钛酸钡等。
这些研究的成果不断地推动了铁电材料结构与性能的发展,现在铁电材料已成为一种广泛应用的功能材料。
二、铁电材料的基本结构特点铁电材料的基本结构特点是:它们具有自发极化性质,当在其上施加电场时,它们的原子略微偏离初始位置,形成近似于极性的结构。
这种自发极化性质在材料微观结构中体现的重要性质是铁电顺电性。
自发极化现象的产生是因为铁电材料系统的偶极矩在空间上有序排列,导致系统中的电荷减少。
这样,就会产生表现出来的自发极化性质。
此外,铁电材料在晶体结构和化学成分的控制上还有另外的一些特点,如拉伸应变等等。
三、铁电材料的性能研究铁电材料的性能研究主要分为三个方面:1、铁电材料的极化性能:铁电材料的极化性能取决于它们的化学成分以及结构。
目前,人们主要研究铁电材料的固溶度和配合物效应,定量描述铁电材料的极化性能,并探究影响其性能的关键因素。
研究表明,铁电材料的固溶度和配合物效应对其性能具有重要影响。
铁电体材料理论及性综述

Pb(Zn1/3Nb2/3)O3,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 Pb(Ni1/3Nb2/3)O3, Pb(Mg1/3Ta2/3)O3
Pb(Mg1/2W1/2)O3,Pb(Co1/2W1/2)O3
Pb(B+31/2B+51/2)O3型
Pb(Fe1/2Nb1/2)O3,Pb(Fe1/2Ta1/2)O3
4. 铁电材料的钙钛矿结构
b 复合钙钛矿结构化合物
(A1 x1 A2x2)(B1y1B2y2)O3型
A1A2占据A位,满足条件: 其中:x1,x2分别为A1离子和A2离子化学计量比:x1+x2=1
A位化合价= A1·x1+A2 ·x2=+2价
4. 铁电材料的钙钛矿结构
b 复合钙钛矿结构化合物
(A1 x1 A2x2)(B1y1B2y2)O3型
利用其压电特性,可以用于制作压电陶瓷谐振器、滤波器、 压电传感器、超声换能器、压电变压器等电子元器件。
4. 铁电材料的钙钛矿结构
钙钛矿结构以BaTiO3的结构为代表,许多铁电、介电、压电、光 电以及高温超导材料都具有钙钛矿结构,如:
BaTiO3, PbZrO3 Pb(Zn1/3Nb2/3)O3,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (Na1/2Bi1/2)TiO3,(K1/2Bi1/2)TiO3
B1B2占据B位,满足条件: y1,y2分别为B1离子和B2离子化学计量比:y1+y2=1
B位化合价= B1·y1+B2 ·y2=+4价
B1离子:低价阳离子,如Mg2+,Zn2+,Ni2+,Fe3+等 B2离子:高价阳离子,如Ti4+,Nb5+,Ta5+,W6+ 等
铁电材料的研究与应用

铁电材料的研究与应用铁电材料是一种特殊的功能材料,它的特性是在外部电场的作用下会出现电极化现象,且这种电极化是可逆的,即电场去除后,电荷分布也会回到原来的位置。
这种性质使得铁电材料在电子设备中有着广泛的应用。
铁电材料的研究历史可以追溯到20世纪40年代,当时的研究重点是单晶铁电材料的性质和结构。
20世纪60年代,随着铁电薄膜技术的发展,薄膜铁电材料的研究和应用逐渐开展。
近年来,随着微纳米技术的进步和对高性能电子元器件的需求增加,铁电材料的研究和应用进入了一个新的发展阶段。
铁电材料的应用涉及很多领域,如符号存储器、电容、压电传感器等。
其中,符号存储器是铁电材料最重要的应用之一。
符号存储器是一种重要的非易失性存储器,它能够保持存储状态,即使在断电情况下也不会失效。
铁电存储器是一种新型的符号存储器,它结合了RAM和ROM的特点,具有随机存取和不易丢失数据的优点。
这种存储器具有高速、低功耗、高密度、长寿命等特点,在电子设备中得到了广泛应用。
铁电材料还有很多其他的应用,如压电传感器。
压电传感器是一种利用材料在外界受到力的作用下产生电荷或电压的特性来测量物理量的传感器。
铁电材料具有压电和尺寸效应,因此在压电传感器方面也有广泛的应用。
除了电子设备领域,铁电材料的应用还涉及到其他领域,如医学、环保等。
在医学领域,铁电材料可以用于体腔超声显像、治疗器械等。
在环保领域,铁电材料可以用于清洁水体、发电等。
铁电材料的研究有很多挑战和机遇。
首先,铁电材料的制备和处理工艺技术需要不断改进和完善。
其次,铁电材料的理论研究和仿真模拟需要进一步深入。
此外,对铁电材料的性能和应用的研究也需要不断扩展到新的领域。
总的来说,铁电材料在电子设备、医学、环保等领域具有广泛的应用价值和良好的发展前景。
随着科技的不断进步和发展,铁电材料的研究和应用也会不断推进。
小议铁电材料发展历程以及状况

小议铁电材料发展历程以及状况铁电材料是一类重要的功能材料.它具有介电性、压电性、热释电性、铁电性以及电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等重要特性,可用于制作铁电存储器、热释电红外探测器、空间光调制器、光波导、介质移相器、压控滤波器等重要的新型元器件。
这些元器件在航空航天、通信、家电、国防等领域具有广泛的应用前景。
因此铁电材料成了近年来高新技术研究的前沿和热点之一。
早在远古时期,人们就知道某些物质具有与温度相关的自发电偶极距,因为它们被加热时具有吸引其它轻小物体的能力。
1824年Brewster观察到很多矿石具有热释电性。
l880年约·居里和皮·居里发现当对样品施加应力时出现电极化的现象。
但是,早期发现的热释电体没有一个是铁电体。
在未经处理的铁电单晶中。
电畴的极化方向是杂乱的,晶体的净极化为零,热释电响应和压电响应也十分微小,这就是铁电体很晚才被发现的主要原因。
直到l920年,法国人Valasek发现了罗息盐(酒石酸钾钠,NaKCH4O·4H2o)特异的介电性能,才掀开了铁电体的历史。
在铁电发展史上的重要历史事件按年代顺序列于表l中。
1四个发展阶段关于铁电的发展历史,大体可以分为以下四个阶段。
1.1罗息盐时期一发现铁电性1919年,JosephVa1asek在美国明尼苏达州大学读研究生,师从物理学家WFGSwan教授。
从事宇宙射线物理理论研究工作而闻名于世的Swan教授建议Valasek研究罗息盐单晶的物理性能。
在接下来的两年里,Valasek测量了罗息盐的线性介电响应、非线性介电性能、压电性能、热释电现象等宏观性能。
1920年4月23日在华盛顿举办的美国物理学会会议上,铁电性概念诞生了。
Valasek在“PiezoelectricandalliedphenomenainR0chellesalt”报整理告中指出:电位移D、电场强度E、极化强度尸分别类比于磁学中的、和,.罗息盐中P与E之间存有的回线与磁滞回线类似。
2024年铁电材料市场分析现状

铁电材料市场分析现状前言铁电材料是一类具有独特性质的功能材料,在各个领域具有广泛应用。
本文将对当前铁电材料市场的现状进行分析,包括市场规模、主要应用领域、发展趋势等方面进行探讨。
市场规模铁电材料市场的规模呈现出明显的增长趋势。
据统计数据显示,2019年全球铁电材料市场规模达到XX亿美元,预计到2025年将达到XX亿美元。
这一增长主要受益于铁电材料在电子、通信、能源等领域的广泛应用。
主要应用领域电子领域铁电材料在电子领域具有重要的应用价值。
它们可以用于制造高性能的存储器件、传感器、滤波器等电子器件,提高设备的性能和可靠性。
目前,铁电材料已广泛应用于电视、智能手机、电脑等电子产品中。
铁电材料在通信领域也有广泛的应用。
铁电材料的特殊性质可以用于制造高频电子器件,提高通信设备的传输速度和稳定性。
铁电材料在光纤通信、无线通信等方面具有潜在的应用前景。
能源领域铁电材料在能源领域也显示出巨大潜力。
铁电材料可以制备高效的太阳能电池和电容器,提高能源转换和存储效率。
此外,铁电材料还可以用于制备燃料电池和超级电容器等能源设备,推动清洁能源的发展。
发展趋势材料多样化随着科技的不断发展,铁电材料的种类越来越多。
除了传统的无机铁电材料,如PZT和BTO,有机铁电材料、单晶铁电材料等也相继涌现。
材料的多样化将推动铁电材料市场的发展。
尺寸微小化随着电子器件尺寸的不断缩小,对铁电材料的要求也越来越高。
尺寸微小化的铁电材料可以用于制造微型存储器件、传感器等微纳电子器件,满足现代电子产品对小尺寸和高性能的需求。
技术创新是推动铁电材料市场发展的关键。
目前,人们对于铁电材料的性能和稳定性等方面提出了更高的要求,并不断进行研究和创新。
例如,通过改变材料的晶体结构、添加掺杂元素等方法改善铁电材料的性能。
结论铁电材料市场正处于快速发展期,具有广阔的应用前景。
随着材料多样化、尺寸微小化和技术创新的不断推进,铁电材料市场有望进一步扩大。
未来,我们可以期待铁电材料在电子、通信、能源等领域的更多应用,为人们的生活带来更多便利和创新。
铁电材料的发展与应用

铁电材料的发展与应用随着科技进步的不断加速,材料科学作为研究材料特性、结构与组成的学科,正逐渐成为各行各业的技术发展的重要推动力。
铁电材料是其中的一个研究领域,随着这一领域的不断发展,其在诸多领域的应用逐渐被深入探索与应用。
本文将就铁电材料的基本概念、发展历程、分类和应用等方面进行介绍。
一、基本概念和发展历程铁电材料是指具有铁电性质的材料。
而铁电性质指的是当外加电场的时候,材料会发生电位移。
这种电位移可以是正的或负的,且在电场消失的时候,电位移不会消失,这也是铁电现象受到广泛关注的原因。
铁电性质在20世纪50年代被发现,当时主要是应用于光学设备的领域中。
但随后人们发现,铁电材料被广泛应用于其他领域,如电子设备、传感器技术等等。
随着对铁电材料结构和性质的研究不断深入,越来越多的新材料被发现,这也进一步推动其应用领域不断扩大。
二、铁电材料分类根据材料的结构和性质,铁电材料可以被分为有机和无机两大类。
无机铁电材料是一种重要的材料类别,包括压电石英、酸化铅锆钛、酸化铁钾、酸化锌等。
这些材料的晶格结构是由正负离子排列而成,其中正离子快速移动,导致电荷聚集。
而有机铁电材料是指含有铁电性质的有机分子。
这类材料主要是由极性分子构成的,外加电场可以引起这些极性分子的重排。
三、铁电材料的应用铁电材料在各个领域的应用越来越广泛,其中一些应用已经成为商业上的成功案例。
下面我们就来逐一介绍几个主要的应用领域。
1.压电传感器铁电材料可用于压电传感器中,可以将物理的应变转化为电信号。
因为铁电材料可以产生电位移,所以可以应用于压力测量。
铁电传感器有许多应用,如环境监测、医疗领域、加速度计和定位器等。
2.铁电记忆体铁电记忆体是一种存储数据的材料,它可以在断电后将数据存储在其中。
铁电记忆体最大的特点是读写速度快,并且能够快速储存数据,这使得其成为军事和民用领域的热门选择。
3.光电材料铁电材料可以在光电领域中使用,如在太阳能电池、LCD、显示屏和LED中。
铁电材料的研究及其在动力学能量存储上的应用

铁电材料的研究及其在动力学能量存储上的应用铁电材料已成为当今材料科学领域中的热门研究方向之一。
因其具有强烈的电极化和压电性质,在消费电子、传感器、存储材料等领域有广泛的应用前景。
近年来,随着固态电池、超电容器等领域的发展,铁电材料在动力学能量存储中的应用也受到了越来越多的关注。
一、铁电材料的研究1.发展历史铁电材料最早由德国的Valasek和Muller于1921年发现。
随后,日本学者吉村昭一郎在20世纪50年代,对铁电性质进行了深入研究,揭示了铁电性质与晶格结构的相关性。
20世纪80年代,随着传统电子学的发展,研究者开始关注铁电材料的应用。
由于铁电材料具有稳定的永久电极化、特殊的电学、光学、热学和机械性能,使得其在电容器、存储器、光电子领域具有广泛的应用前景。
2.铁电性质铁电性是指铁电材料的晶体中,由于离子偏移而引起的电介质极化现象。
铁电极化是由于晶格结构产生的,其具备一个正相和负相,是有方向性的。
与Piezoelectric材料相比,铁电材料的电介质常数更大,同时,电极化在外电场的反向作用下可以保持稳定,即使外电场被移除,电极化也不会消失。
3.铁电体的分类根据铁电体晶格结构的类型,铁电体主要可以分为三大类:ABO3型、AB2O4型和BNT(Bi4Ti3O12)型。
ABO3型铁电材料包括Pb(Zr,Ti)O3(简称PZT)和BaTiO3等。
其中,PZT作为一种典型的铁电体材料,其电极化特性非常稳定,在消费电子领域和军事装备中得到广泛应用。
二、铁电材料在动力学能量存储中的应用1.超级电容器随着科学技术的发展,超级电容器在电力系统中已经广泛应用,具有极高的功率密度和能量密度。
而铁电材料作为新型电极材料,其在超级电容器领域的应用越来越受到研究者的重视。
其中,PZT材料具有优良的能量存储特性,理论上的理想电容为400~800μF/cm2,是一种极具应用前景的电容材料。
2.固态电池在电池领域,固态电池是一种备受瞩目的新型电池,其电化学性能稳定、能量密度高、安全性好等特点,使其在电动汽车、智能移动设备等领域具有广泛的应用前景。
2024年铁电材料市场环境分析

2024年铁电材料市场环境分析1. 简介铁电材料是一种具有特殊电性质的材料,具有较高的电介质常数和可逆电极化特性。
它们在电子、光电子、信息存储等领域具有广泛的应用前景。
本文将对铁电材料市场环境进行分析,包括市场规模、市场需求和市场竞争等方面。
2. 市场规模铁电材料市场在过去几年一直保持稳定增长的趋势。
根据市场研究公司的数据,2019年全球铁电材料市场规模达到XX亿美元,预计到2025年将增长到XX亿美元。
增长的主要驱动因素包括电子设备的快速发展、光电子技术的普及以及信息存储需求的增加。
3. 市场需求铁电材料在各个行业都存在广泛的应用需求。
首先,在电子领域,铁电材料被广泛用于电容器、压电传感器、存储器等设备中。
其高电介质常数和可逆电极化特性使得它们在电子设备中具有很高的效率和稳定性。
其次,在光电子领域,铁电材料的光电效应被广泛应用于光电探测器、光开关和光纤通信等设备中。
铁电材料可以通过改变电场和光场的作用来实现光电信号的产生和传输,具有很高的灵敏度和响应速度。
最后,在信息存储方面,铁电材料被广泛用于非易失性存储器中。
其可逆电极化特性使得它们可以在无需外界电源的情况下保存信息,具有快速读写和大容量存储的特点。
4. 市场竞争铁电材料市场面临着激烈的竞争。
目前,全球范围内存在多家知名的铁电材料制造商,包括公司A、公司B等。
这些公司不仅拥有先进的生产设备和技术,还具有丰富的研发经验和市场资源。
此外,新兴市场中也涌现了一批铁电材料初创企业。
它们以创新的产品和技术为核心竞争力,并通过合作、并购等方式来提升市场份额。
在市场竞争中,除了产品质量和性能外,价格也是一个重要的竞争因素。
由于铁电材料的制备和加工成本较高,价格较高,因此在市场中寻求合理的定价策略是提高竞争力的关键之一。
5. 发展趋势随着科技的进步和市场需求的不断增加,铁电材料市场将迎来新的发展机遇。
未来几年,市场将朝着以下几个方面发展:•技术创新:随着科技的进步,铁电材料的制备和加工技术将进一步提升,实现更高的性能和更低的成本。
关于铁电材料的发展历史和现状(1)

关于铁电材料的发展历史和现状(1)关于铁电材料的发展历史和现状(1)符春林潘复生蔡苇邓小玲论文关键词:铁电材料罗息盐磷酸二氢钾钙钛矿论文摘要:铁电材料是~类重要的功能材料,是近年来高新技术研究的前沿和热点之一符春林潘复生蔡苇邓小玲论文关键词:铁电材料罗息盐磷酸二氢钾钙钛矿论文摘要:铁电材料是~类重要的功能材料,是近年来高新技术研究的前沿和热点之一。
通过罗息盐时期一发现铁电性、KDP时期一铁电热力学理论、钙钛矿时期一铁电软模理论、铁电薄膜及器件时期~小型化四个阶段阐述了铁电材料的发展历史,提出了研究中需要解决的一些问题。
铁电材料是一类重要的功能材料.它具有介电性、压电性、热释电性、铁电性以及电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等重要特性,可用于制作铁电存储器、热释电红外探测器、空间光调制器、光波导、介质移相器、压控滤波器等重要的新型元器件。
这些元器件在航空航天、通信、家电、国防等领域具有广泛的应用前景。
因此铁电材料成了近年来高新技术研究的前沿和热点之一。
早在远古时期,人们就知道某些物质具有与温度有关的自发电偶极距,因为它们被加热时具有吸引其它轻小物体的能力。
1824年Brewster观察到许多矿石具有热释电性。
l880年约·居里和皮·居里发现当对样品施加应力时出现电极化的现象。
但是,早期发现的热释电体没有一个是铁电体。
在未经处理的铁电单晶中。
电畴的极化方向是杂乱的,晶体的净极化为零,热释电响应和压电响应也十分微小,这就是铁电体很晚才被发现的主要原因。
直到l920年,法国人Valasek 发现了罗息盐特异的介电性能,才掀开了铁电体的历史。
在铁电发展史上的重要历史事件按年代顺序列于表l 中。
1四个发展阶段关于铁电的发展历史,大体可以分为以下四个阶段。
1.1罗息盐时期一发现铁电性1919年,JosephVa1asek在美国明尼苏达州大学读研究生,师从物理学家WFGSwan教授。
铁电材料调研报告

铁电材料调研报告一、引言铁电材料是一类具有铁电性质的材料,其具有在电场作用下能够发生电偶极矩改变和电介质的漏电行为的特点。
本报告将对铁电材料的基本信息、发展历程、应用领域以及前景进行调研分析。
二、基本信息铁电材料的结构主要由铁电晶体构成,其中常见的有氧化铁钛、铁酸钡等。
这些材料具有较高的介电常数和相对较低的损耗,能够在电场作用下产生相应的极化效应。
其具有独特的非线性光学特性,可广泛应用于光电子器件、显示器、传感器等领域。
三、发展历程铁电材料的发展历程可以追溯到20世纪30年代,当时科学家发现铁电材料的电场控制性质并开始进行相关研究。
在此之后,随着材料科学和工程的不断发展,铁电材料的合成方法和性能研究得到了迅速提升。
近年来,随着纳米技术的兴起,铁电材料的纳米结构合成和器件设计也取得了重要进展。
四、应用领域铁电材料具有优异的电介质特性、非线性光学性能和压电性能,因此在多个领域具有广泛的应用前景。
目前已在信息存储、光电器件、传感器和能源转换等领域得到应用。
1. 信息存储:铁电材料的非挥发性质使其成为理想的存储介质,如铁电随机存取存储器(FeRAM)。
2. 光电器件:铁电材料具有非线性光学效应,被广泛应用于可变光学滤波器、光开关和光调制器等器件。
3. 传感器:由于铁电材料的极化效应和压电效应,可以制备压力传感器、声波传感器、温度传感器等各类传感器。
4. 能源转换:铁电材料在能量转换中具有重要应用,如铁电发电机和热电材料。
五、前景展望随着科技的不断进步,铁电材料的研究和应用前景将进一步扩大。
近年来,国内外科学家持续探索铁电材料的新型结构、性能调控和器件设计,有望实现更高性能和更多样化的铁电材料。
同时,铁电材料在人工智能、生物医学等领域的应用也将成为未来的热点研究方向。
六、结论铁电材料作为一类具有特殊性质的材料,具有广泛的应用前景。
其在信息存储、光电器件、传感器和能源转换等领域都有重要应用。
随着科技的进步和研究的深入,铁电材料的研究和应用领域将继续扩大,为科技创新和产业发展提供新的机遇和挑战。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
关于铁电材料的发展历史和现状(1)
符春林潘复生蔡苇邓小玲
论文关键词:铁电材料罗息盐磷酸二氢钾钙钛矿
论文摘要:铁电材料是~类重要的功能材料,是近年来高新技术研究的前沿和热点之一符春林潘复生蔡苇邓小玲论文关键词:铁电材料罗息盐磷酸二氢钾钙钛矿
论文摘要:铁电材料是~类重要的功能材料,是近年来高新技术研究的前沿和热点之一。
通过罗息盐时期一发现铁电性、KDP时期一铁电热力学理论、钙钛矿时期一铁电软模理论、铁电薄膜及器件时期~小型化四个阶段阐述了铁电材料的发展历史,提出了研究中需要解决的一些问题。
铁电材料是一类重要的功能材料.它具有介电性、压电性、热释电性、铁电性以及电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等重要特性,可用于制作铁电存储器、热释电红外探测器、空间光调制器、光波导、介质移相器、压控滤波器等重要的新型元器件。
这些元器件在航空航天、通信、家电、国防等领域具有广泛的应用前景。
因此铁电材料成了近年来高新技术研究的前沿和热点之一。
早在远古时期,人们就知道某些物质具有与温度有关的自发电偶极距,因为它们被加热时具有吸引其它轻小物体的能力。
1824年Brewster观察到许多矿石具有热释电性。
l880
年约·居里和皮·居里发现当对样品施加应力时出现电极化的现象。
但是,早期发现的热释电体没有一个是铁电体。
在未经处理的铁电单晶中。
电畴的极化方向是杂乱的,晶体的净极化为零,热释电响应和压电响应也十分微小,这就是铁电体很晚才被发现的主要原因。
直到l920年,法国人Valasek 发现了罗息盐特异的介电性能,才掀开了铁电体的历史。
在铁电发展史上的重要历史事件按年代顺序列于表l 中。
1四个发展阶段
关于铁电的发展历史,大体可以分为以下四个阶段。
1.1罗息盐时期一发现铁电性
1919年,JosephVa1asek在美国明尼苏达州大学读研究生,师从物理学家WFGSwan教授。
从事宇宙射线物理理论研究工作而闻名于世的Swan教授建议Valasek研究罗息盐单晶的物理性能。
在接下来的两年里,Valasek测量了罗息盐的线性介电响应、非线性介电性能、压电性能、热释电现象等宏观性能。
1920年4月23日在华盛顿举办的美国物理学会会议上,铁电性概念诞生了。
Valasek在“PiezoelectricandalliedphenomenainR0chellesalt”报告中指出:电位移D、电场强度E、极化强度尸分别类比于磁学中的、和,.罗息盐中P与E之间存在的回线与磁滞回
线类似。
1921年。
该报告全文发表在PhvsicalReview期刊上。
它奠定了两个里程碑:第一次表明罗息盐自身存在持久极化;首次给出电荷与电场之间的回线。
Valasek是在介电领域使用自发极化和居里点这两个概念的第一人_71。
有趣的是,他从未使用过铁电性这个词。
也许他并不知道。
在19l2年著名的欧文·薛定谔就已经提出了这一概念。
1.2KDP时期一铁电热力学理论
1931年比利时布鲁塞尔大学的物理化学教授JErrera发表了一篇论文,文中指出罗息盐的介电常数随外加电场频率的变化呈典型的反常色散现象。
其实AMNich0lson早在1919年就发表了关于罗息盐强烈谐振曲线的论文,但Errem和瑞士苏黎世的物理学家都不知道。
他们认为特别宽的色散曲线不会是分子共振引起的,并决定重复Errera的实验。
Scherrer的学生GBusch,将此问题作为其博士学位论文进行了研究。
Busch他找到与此问题相关、在1897年至1932年出版的文章仅约20篇。
其中包括GSteulmann的文章“InstitutfnrallgemeineElektmtechnik”,Steu1.mann 测量了K3PO、K2HPO、KH2PO等粉体的介电常数。
前面两种盐的值很平常,分别为7.75和9.O5,而KH2PO的值却高达3O。
但这些材料都不含结晶水.因而没有引起Busch的重视。
在经过诸多失败后,他才研究KH2PO的性能,并于l935年3月13日采用简易的电桥观察到超过量程的大电容。
随
后,Busch赴柏林做低温实验,证明KH2PO确实是铁电体。
关于KH2P0介电常数一温度关系的第一批实验结果见图2。
符春林潘复生蔡苇邓小玲
论文关键词:铁电材料罗息盐磷酸二氢钾钙钛矿
论文摘要:铁电材料是~类重要的功能材料,是近年来高新技术研究的前沿和热点之一在理论研究方面,Mnller首先将热力学理论应用于铁电体。
VLGinsburg将郎道相变理论应用于KH2P0型铁电体,并迈出了将这一理论应用于更一般情况的第一步。
德文希尔将其进行完善,发展为今天仍行之有效的郎道一德文希尔理论。
1.3钙钛矿时期一铁电软模理论
BaTi0铁电性的发现主要源于战争期间对电子元器件的研究。
众所周知,金红石具有高介电常数,当时有几个实验室试图将TiO与其他氧化物共烧制备高介电常数陶瓷。
有四个国家独立地发现了BaTiO3的铁电性:
美国1941年报道了通过烧结TiO2和BaO制备的陶瓷具有高介电常数。
经测试介电常数高达1l00。
英国1942年就发现了碱土金属钛酸盐具有高介电常数。
由于战争时期保密限制使得发表时间推迟至1945年。
而且在最初的出版物中并没有提及铁电性。
俄国报道了BaTi0,的反常介电行为。
虽然研究者意识到这是铁电现象,但是他们最初猜测反常行为是由高介电介
质中的介电击穿引起的。
不过。
他们很快明白发现了一种新的铁电体,并找出了居里一外斯定律,测定了电滞回线。
日本也发现了BaTi0,的反常介电行为。
日本从战前到二战期间一直进行着罗息盐的研究。
BaTiO,是第一种不含氢且不溶于水的铁电体。
此后,陆续发现了其他钙钛矿铁电体,例如KNb0,和KTa03fMatthias,1949年),LiNbO3和LiTa03,PbTi03。
至20世纪50年代末,大约有100种化合物被发现具有铁电性。
截至199O年,已知的铁电体约为250种。
1958年11月在莫斯科召开的苏联第二届电介质会议上Anderson提出了软模理论,而Cochran则独立地进行了更详细的研究。
Barker和Tinkham运用红外光谱以及随后的C0wlev利用非弹性中子散射进行了实验验证。
截至1970年.关于铁电相变晶格动力学的主要思想已经阐明。
1.4铁电薄膜及器件时期一小型化
虽然二战时BaTiO就已经用于器件中.且随后铁电材料被广泛应用于生产多种器件,但是,90年代以前并没有器件真正用到铁电材料的铁电性,而是利用铁电材料的其他性质.主要是压电性和热释电性。
80年代中期薄膜制备技术取得了突破性进展,基本扫清了制备高质量铁电薄膜的技术障碍。
由于铁电薄膜具有介电性、压电性、热释电性、铁电性
以及电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等重要特性,人们单独利用其中某一性质或综合利用多种特性研制出了众多的铁电薄膜器件。
随着整机和系统向着小型化、轻量化方向发展,微电子、光电子、微电子机械等对铁电材料提出了小型化、薄膜化、集成化等要求。
在此背景下,铁电材料与工艺和传统的半导体材料与工艺相结合而形成了一门新兴的交叉学科一集成铁电学。
同时,铁电材料及器件的研究发生了两个重要的转变:一是由单晶器件向薄膜器件发展:二是由分立器件向集成化器件发展。
2结语
目前铁电材料及器件的研究还面临着诸多问题。
例如,薄膜化引起的界面问题,小型化带来的尺寸效应和加工、表征问题.集成化导致的兼容性问题等等。
同时,与铁电材料及器件相关的新原理、新方法、新效应、新应用还有待深入研究和开发。