铁电陶瓷基光子晶体

压电功能晶体材料
1.铁电陶瓷材料：铁电陶瓷材料是一种具有自发极化的陶瓷
材料，在外加压力下，会产生极化变化，从而产生电荷和电位差。

常见的铁电陶瓷材料有铅锆钛酸钠（PZT）、钙钛矿型压
电陶瓷（PMNPT）等。

这些材料具有优良的压电性能，广泛应用于超声波传感器、声波发生器、多轴高精度运动控制系统等
领域。

2.压电聚合物材料：压电聚合物材料是一种相对较新的材料，其具有较高的柔韧性和易加工性。

压电聚合物材料可以通过控
制化学结构和导电填充物来调节其压电性能。

由于其良好的可
塑性，压电聚合物材料广泛应用于传感器、人体工程学器件、
人体医学等领域。

3.压电单晶材料：压电单晶材料是指晶体结构中只有一个晶
体方向与外界力的作用方向平行的材料。

常见的压电单晶材料
有晶体硅、晶体石英等。

这些材料具有良好的压电性能、稳定
性和温度特性，并且可实现高压电耦合系数。

压电单晶材料广
泛用于高精度传感器、声波滤波器、超声成像等领域。

光学晶体材料分类光学晶体是指能够具有光学性质并且具有晶体结构的材料。

根据其晶体结构和光学特性的不同，光学晶体材料可以分为多个类别。

本文将对光学晶体材料进行分类介绍，以帮助读者更好地了解和理解这一领域。

一、单晶体单晶体是指具有完美的晶体结构，没有晶界或晶界很少的晶体。

单晶体具有高度的各向同性，可以用来制备高质量的光学元件。

常见的单晶体材料包括石英、硫化锌、硫化镉等。

这些材料具有良好的光学性能，广泛应用于激光器、光纤通信等领域。

二、多晶体多晶体是由多个晶粒组成的晶体材料。

由于晶粒之间存在晶界，多晶体的各向异性较强。

多晶体材料一般具有较低的光学性能，但其制备成本相对较低，可以满足一些普通光学应用的需求。

常见的多晶体材料有石英玻璃、硅等。

三、非线性光学晶体非线性光学晶体是指在外界光场作用下，其光学性质随光场强度的变化而变化。

这些晶体通常具有非线性折射率、非线性吸收等特性，可用于频率倍增、光学调制、光学开关等领域。

常见的非线性光学晶体有二硫化碳、铌酸锂、硼硅酸锂等。

四、光学非晶体光学非晶体是指没有典型晶体结构的材料，其原子排列呈现无规则的非晶态。

光学非晶体具有宽的透明窗口和较低的散射损耗，常用于光纤放大器、光学传感器等领域。

常见的光学非晶体材料有磷硅酸盐玻璃、硅基非晶体等。

五、铁电晶体铁电晶体是指在外界电场作用下，其晶格结构发生可逆的电极化现象。

铁电晶体具有良好的电光效应和压电效应，广泛应用于光学调制器、光学存储等领域。

常见的铁电晶体材料有二氧化锆、钛酸锶等。

六、磁光晶体磁光晶体是指在外界磁场作用下，其光学性质发生改变的晶体材料。

磁光晶体具有磁光效应，可用于制备磁光存储器、磁光开关等器件。

常见的磁光晶体材料有铁氧体、铁镁铌酸锂等。

七、光子晶体光子晶体是一种具有周期性介质结构的材料，其禁带结构可以用来控制光的传播和发射特性。

光子晶体具有光子带隙、全反射等特性，可用于制备光纤光栅、光子晶体光纤等器件。

常见的光子晶体材料有硅、硅氧化物等。

铁电陶瓷编辑铁电陶瓷(ferroelectric ceramics)，主晶相为铁电体的陶瓷材料。

目录1简介2原理3用途4铁电陶瓷材料确定原则5三大效应1简介编辑它的主要特性为：(1)在一定温度范围内存在自发极化，当高于某一居里温度时，自发极化消失，铁电相变为顺电相；(2)存在电畴；(3)发生极化状态改变时，其介电常数-温度特性发生显著变化，出现峰值，并服从Curie-Weiss 定律；(4)极化强度随外加电场强度而变化，形成电滞回线；(5)介电常数随外加电场呈非线性变化；(6)在电场作用下产生电致伸缩或电致应变。

其电性能：高的抗电压强度和介电常数。

低的老化率。

在一定温度范围内(-55～+85℃)介电常数变化率较小。

介电常数或介质的电容量随交流电场或直流电场的变化率小。

常见的铁电陶瓷多属钙钛矿型结构，如钛酸钡陶瓷(BaTiO3)及其固溶体，也有钨青铜型、含铋层状化合物和烧绿石型等结构。

利用铁电陶瓷的高介电常数可制作大容量的陶瓷电容器；利用其压电性可制作各种压电器件；利用其热释电性可制作红外探测器；通过适当工艺制成的透明铁电陶瓷具有电控光特性，利用它可制作存贮，显示或开关用的电控光特性。

通过物理或化学方法制备的PZT、PLZT等铁电薄膜，在电光器件、非挥发性铁电存储器件等有重要用途。

2原理编辑某些电介质可自发极化，在外电场作用下自发极化能重新取向的现象称铁电效应。

具有这种性能的陶瓷称铁电陶瓷。

铁电陶瓷具有电滞回线和居里温度。

在居里温度点，晶体由铁电相转变为非铁电相，其电学、光学、弹性和热学等性质均出现反常现象，如介电常数出现极大值。

1941年美国首先制成介电常数高达1100的钛酸钡铁电陶瓷。

主要的铁电陶瓷系统有钛酸钡-锡酸钙和钛酸钡-锆酸钡系高介电常数铁电陶瓷,钛酸钡-锡酸铋系介电常数变化率低的铁电陶瓷，钛酸钡-锆酸钙-铌锆酸铋和钛酸钡－锡酸钡系高压铁电陶瓷以及多钛酸铋及其与钛酸锶等组成的固溶体系低损耗铁电陶瓷等。

特种材料常识-陶瓷材料-纳米材料等先进陶瓷材料先进陶瓷材料是指采用精制的高纯、超细的无机化合物为原料及先进的制备工艺技术制造出的性能优异的产品。

根据工程技术对产品使用性能的要求，制造的产品可以分别具有压电、铁电、导电、半导体。

磁性等或具有高强、高韧，高硬、耐磨。

耐腐蚀、耐高温、高热导、绝热或良好生物相容性等优异性能。

先进陶瓷材料一般分为结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷三类。

大部分功能陶瓷在电子工业中应用十分广泛，通常也称为电子陶瓷材料。

如用于制造芯片的陶瓷绝缘材料、陶瓷基板材料、陶瓷封装材料以及用于制造电子器件的电容器陶瓷、压电陶瓷、铁氧体磁性材料等。

当前的研究热点包括陶瓷材料的强韧化技术、纳米陶瓷材料的制备合成技术、先进结构陶瓷材料体系的设计以及电子陶瓷材料的高匀、超细技术。

纳米材料纳米材料是指由尺寸小于100nm（0.1-100nm）的超细颗粒构成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维、三维材料的总称。

纳米材料的概念形成于80年代中期，由于纳米材料会表现出特异的光、电、磁、热、力学、机械等性能，纳米技术迅速渗透到材料的各个领域，成为当前世界科学研究的热点。

按物理形态分，纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。

尽管目前实现工业化生产的纳米料主要是碳酸钙、白炭黑、氧化锌等纳米粉体材料，其它基本上还处于实验室的初级研究阶段，大规模应用预计要到5-10年以后，但毫无疑问，以纳米材料为代表的纳米科技必将对二十一世纪的经济和社会发展产生深刻的影响。

当前的研究热点和技术前沿包括：以碳纳米管为代表的纳米组装材料；纳米陶瓷和纳米复合材料等高性能纳米结构材料；纳米涂层材料的设计与合成；单电子晶体管、纳米激光器和纳米开关等纳米电子器件的研制、C60超高密度信息存贮材料等。

智能材料20世纪80年代中期人们提出了智能材料（Smart Materials或者Intelligent Material System）的概念：智能材料是模仿生命系统，能感知环境变化并能实时地改变自身的一种或多种性能参数，作出所期望的、能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合。

光子晶体的制备及在传感器中的应用共3篇光子晶体的制备及在传感器中的应用1光子晶体的制备及在传感器中的应用引言随着科技的快速发展，传感器逐渐成为重要的技术方向。

随着制备技术的不断进步，一种新型材料——光子晶体在传感器领域中的应用逐渐被广泛关注。

本文将重点介绍光子晶体的制备原理及其在传感器中的应用。

光子晶体的制备原理光子晶体是一种由周期性的介电常数变化形成的光学晶体。

其制备原理是利用其内部周期性的介电常数分布，使其对特定频率的光产生布拉格反射，满足布拉格条件，从而形成光子带隙。

制备光子晶体的方法主要包括自组装技术、衍射光刻技术、电子束光刻技术和激光直写技术等。

其中，自组装技术是一种低成本、高效率的制备方法，适用于制备二维光子晶体，而电子束光刻技术和激光直写技术则可制备出更为复杂的三维光子晶体。

光子晶体在传感器中的应用光子晶体具有精密的结构和光学性质，适用于传感器等领域的制备。

现将其在传感器领域中的应用分别介绍如下：1.生物传感器光子晶体可通过掺杂荧光染料、生物分子等物质，并与待检测物质作用，使其发生光学性质变化，并通过测量其反射和透射光信号大小来定量检测待检测物质。

目前，基于光子晶体技术的生物传感器已成功应用于疾病诊断、食品安全等领域。

2.气体传感器光子晶体可通过掺杂有机染料、金属氧化物等物质，制备敏感材料，并与待检测气体作用，使其发生色谱性质变化，并通过测量其反射和透射光信号大小来定量检测待检测气体。

目前基于光子晶体技术的气体传感器已广泛应用于工业安全、环保等领域。

3.光学传感器光子晶体可通过改变其周期性结构，使其产生光学缺陷，并通过测量光学缺陷的光学性质来实现光学传感。

基于光子晶体技术的光学传感器可应用于光学通讯、光学计量等领域。

结论光子晶体是一种新型的材料，在传感器等领域中具有广泛应用价值。

其制备方法及应用技术还有优化的空间，我们有理由相信，在未来的科技发展中，光子晶体将成为一种非常重要的材料总的来说，光子晶体是一种材料，它在光学性质和精密结构方面具有许多独特的特征。

专利名称：一种低介微波铁电陶瓷及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：雷文,邹正雨,吕文中,范桂芬,汪小红
申请号：CN201510963435.0
申请日：20151221
公开号：CN105399405A
公开日：
20160316
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种低介微波铁电陶瓷及其制备方法,该低介微波铁电陶瓷的化学通式为xBaO-yZnO-zSiO；其中，1≤x≤2，0≤y≤2，1≤z≤2；其制备方法，包括如下步骤：(1)对BaO、ZnO和SiO的混合物进行湿法球磨处理，并烘干后进行预烧，获得xBaO-yZnO-zSiO基体陶瓷粉体；
(2)对基体陶瓷粉体进行湿法球磨处理，烘干后加入聚乙烯醇造粒，压片后烧结，获得低介微波铁电陶瓷；在球磨处理中采用去离子水作分散剂，能制备出致密的铁电体单相，且制备温度低于Cu或Ni的熔点，所制备的低介微波铁电陶瓷具有优异的微波介电性能和抗还原特性，具有介电常数小、微波介电损耗低的特点，可通过改变其晶格结构来调控其τ值，适于作BME-MLCC的介质材料。

申请人：华中科技大学
地址：430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
国籍：CN
代理机构：华中科技大学专利中心
代理人：赵伟
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