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7.4 热电、压电和铁电材料根据固体材料对外电场作用的响应方式不同，我们可以把它们分成两类。
一类是导电材料，即超导体、导体、半导体和绝缘体，它们是以传导方式传递外界电场的作用和影响（可以是电子传导、空穴传导和离子传导）。
另一类固体材料则是以感应方式来传递外界电场的作用和影响，这类材料叫做介电材料或电介质材料。
电介质材料置于外电场作用下，电介质内部就会出现电极化，原来不带电的电介质，其内部和表面将受感应而产生一定的电荷。
电极化可以用极化强度P 表示（单位体积内感应的偶极矩），这种电极化可以分为电子极化、离子极化和取向极化。
有一类电介质即使无外电场的作用其内部也会出现极化，这种极化称为自发极化，它可用矢量来描述。
由于这种自发极化的出现，在晶体中形成了一个特殊的方向，具有这种特殊结构的电介质，每个晶胞中原子的构型使正负电荷重心沿这个特殊方向发生相对位移，形成电偶极矩，使整个晶体在该方向上呈现了极性，一端为正，一端为负，这个特殊方向称为特殊极性方向，在晶体学中通常称为极轴。
而具有特殊极性方向的电介质称为极性电介质。
晶体的许多性质，诸如介电、压电、热电和铁电性，以及与之相关的电致伸缩性质、非线性光学性质、电光性质、声光性质、光折变性质等，都是与其电极化性质相关的。
晶体在外电场作用下，引起电介质产生电极化的现象，称为晶体的介电性。
7.4.1热电材料1. 热电效应(1) 塞贝克(Seebeck)效应当两种不同金属接触时，它们之间会产生接触电位差。
如果两种不同金属形成一个回路时，两个接头的温度不同，则由于该两接头的接触电位不同，电路中会存在一个电动势，因而有电流通过。
电流与热流之间有交互作用存在，其温度梯度不但可以产生热流，还可以产生电流，这是一种热电效应，称为塞贝克效应，其所形成的电动势，称为塞贝克电动势。
塞贝克电动势的大小既与材料有关，也是温度差的函数。
在温度差∆T较小时，塞贝克电动势E AB与温度差呈线性关系，即E AB=S AB∆T，式中S AB为材料A和B的相对塞贝克系数。
物理与微电子学院 2003级铁电压电物理试题(A)1．利用静电功，从数学上严格证明对于各项异性的电介质材料的介电常数是对称的，即有如下关系：mn nm εε=2．用足标代换法求出23点群晶体的独立弹性柔顺常数数目、介电常数数目和压电常数的数目。
3．试画出压电晶体的xy 切和yzw-50切型。
4. (a)在描写压电效应时，什么是机械自由和机械夹持边界条件？又有什么样的电学边界条件？(b)机电耦合因子是如何定义的？其物理意义是什么？5.什么是压电振子的谐振频率、反谐振频率，阻抗最大频率、阻抗最小频率，串联谐振频率、并联谐振频率？它们之间存在什么关系？6.什么是介电常数的居里-外斯定律？并从热力学自由能出发，以二级相变为例，得到铁电体在顺电相时的居里-外斯律。
7．弛豫铁电体有那些主要特征？8. 简单说明德拜介电弛豫和阻尼谐振子介电弛豫的主要特点。
9.（a ） 简单描述铁电体的极化反转过程;(b)影响铁电体电畴结构有那几个主要因素？10．钙钛矿结构的容忍因子的定义和物理意义是什么？答案及评分标准(A)1．利用静电功，从数学上严格证明对于各项异性的电介质材料的介电常数是对称的，即有如下关系：mn nm εε=答案：(本题10分)单位体积电介质内的静电功为：e m n dW E dD = （得5分）利用关系：m mn n D E ε=可以得到：e mn m n nm n m dW E dE E dE εε==所以,e emn n nm m m nW W E E E E εε∂∂==∂∂ 因此有：22,e e mn nm n m m nW W E E E E εε∂∂==∂∂∂∂（得5分）即得：mn nm εε=2. 用足标代换法求出23点群独立的弹性常数、介电常数和压电常数的数目。
答案：(本题20分)弹性柔顺常数矩阵的简单表示形式为，⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=665655464544363534332625242322161514131211s 先考虑第一个2度旋转轴的对称操作，在此操作下，x x ，y-y ，z-z ，或者 11，2-2，3-3， 对应的双下标为 11，22，33，44，5-5，6-6 （得4分）因此弹性柔顺常数矩阵变化为，⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--------=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=6656550044003433002423220014131211665655464544363534332625242322161514131211665655464544363534332625242322161514131211s再考虑第二个3度旋转轴的对称操作，在此操作下，x y ，y z ，zx ，或者 12，23，31， 对应的双下标为12，23，31，45，56，6 4 （得4分）因此弹性柔顺常数矩阵变化为，111213140022231225002223240033133500333400111500s 44005500555666466644111212000111200011000440044044⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪== ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫ ⎪⎪ ⎪= ⎪⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭因此独立的弹性柔顺常数有3个。
O电介质物理分会负责人：刘俊明、金奎娟、王春雷分会地点：会场待定邀请报告时间20分钟，讨论5分钟；口头报告10分钟，讨论5分钟。
9月16日下午墙报专场主持人：曹光旱、金奎娟、王春雷、刘俊明9月17日上午主持人金奎娟(中科院物理所)时间报告人题目08:30-08:55 李晓光(中国科大) BiFeO3纳米单晶的自旋团簇玻璃态动力学特性及交换偏置效应研究08:55-09:20 戴吉岩(香港理工) Field effect of 2DEG at LaAlO3/SrTiO3 interface and its application as ionic molecule sensor09:20-09:45 赵永刚(清华大学) 典型多铁体系磁电耦合效应的研究09:45-10:00 姚晓燕(东南大学) 圆锥自旋序导致多铁态的失措调制10:00-10:15 休息主持人李晓光(中国科大)时间报告人题目10:15-10:40 段纯刚(华东师大) Electric-field control of magnetic ordering in the tetragonal BiFeO310:40-11:05 陈万平(武汉大学) BiFeO3的电导机理及其可能实现的最高电阻率11:05-11:20 贺树敏(山东大学) BiFeO3单晶薄膜的微观结构和性能研究11:20-11:35 李美亚(武汉大学) 多铁复合同轴纳米管线的制备与性能研究11:35-11:50 曹高龙(物理所) 多铁材料Bi1-x Ca x FeOδ的微结构与物性研究9月17日下午主持人王雨(香港理工)时间报告人题目14:00-14:25 周益春(湘潭大学) 铁电场效应晶体管保持性能的应变调控14:25-14:50 江安全(复旦大学) 极化调制铁电半导体存储器及其测量技术14:50-15:05 谭秋红(湘潭大学) Polar ZnO Thin-Film Nonvolatile Transistors with (Bi,Nd)4Ti3O12 Gate Insulators15:05-15:20 阚益(南京大学) 扫描探针显微镜铁电畴工程技术15:20-15:35 李雷(浙江大学) 高损耗介质材料微波介电性能的评价方法15:35-15:50 葛琛(物理所) 金属/铁电/金属结构反转二极管效应的理论研究15:50-16:05 休息主持人周益春(湘潭大学)时间报告人题目16:05-16:30 王雨(香港理工) 磁电复合材料微观结构对其耦合行为的影响16:30-16:55 万建国(南京大学) 多铁复合薄膜的磁电耦合效应调控16:55-17:05 樊慧庆(西北工大) 铌镁酸铅铁电体的介电弛豫与V-F特性研究17:05-17:20 范润华(山东大学) Ag/Al2O3复合材料的高频介电性能研究17:20-17:35 杨文露(扬州大学) 植入方法制备Bi5Fe1-x Co x Ti3O15陶瓷的磁电性能17:35-17:50 张溢(湘潭大学) 铁电薄膜翻转动力学9月18日上午主持人万建国(南京大学)时间报告人题目08:30-08:55 孙学峰(中国科大) 多铁性单晶材料的低温热传导与磁转变08:55-09:20 杨怀馨(物理所) Fe2OBO3中的纳米极化畴和强磁电耦合效应09:20-09:35 曹坤(中国科大) 对多铁性材料RMn2O5中电磁子的分子-自旋动力学研究09:35-09:50 陈宏波(浙江大学) 螺旋自旋序多铁材料中键弯曲效应的研究09:50-10:05 仲崇贵(南通大学) 应变作用下量子顺电材料EuTiO3的磁电性质10:05-10:20 休息主持人杨怀馨(物理所)时间报告人题目10:20-10:45 于浦(清华大学) Interface control of bulk ferroelectric polarization10:45-11:10 陆成亮(华中科大) Electric field driven phase transition and phase-dependent magnetism in BiFeO311:10-11:35 吕笑梅(南京大学) SrTiO3的制备及改性研究11:35-11:50 胡古今(上海技物所) 极性缺陷复合体Ti3+-VO¨的产生与解离9月18日下午主持人陈万平(武汉大学)时间报告人题目14:00-14:25 郑仁奎(上海硅所)钙钛矿锰氧化物薄膜材料应变和物理性能的原位调控研究14:25-14:50 赵昆(石油大学) Photovoltaic effects in La-doped manganite films14:50-15:05 颜志波(南京大学) High-Performance Programmable Memory Devices Based on Co-doped BaTiO315:05-15:20 秦霓(中山大学) M/Mg x Zn1-x O(MZO)/M薄膜器件的单极型电阻开关性质及阻变机理15:20-15:35 师玉军(南京大学) La1-x Sr x MnO3覆盖层对LaAlO3/SrTiO3界面二维电子气载流子浓度的调控15:35-15:50 休息主持人赵昆(石油大学)时间报告人题目15:50-16:15 吴勇军(浙江大学) Ti部分置换Fe对钇铁石榴石陶瓷的介电性能和磁介电性能的影响16:15-16:40 朱俊(电子科大) Modulation effect on electrical transportation characteristics of AlGaN/GaN by epitaxial LiNbO3 ferroelectric film16:40-16:55 王大威(西安交大) 钙钛矿结构铁电材料的分子动力学模拟16:55-17:10 郭艳艳(南京大学) Suppression of ferroelectricity and quantum fluctuations in Ru-doped TbMnO317:10-17:25 汪春昌(安徽大学) IsCaCu3Ti4O12 a new relaxor?17:25-17:40 莫忠(中山大学) 有机柔性衬底上室温脉冲激光沉积法制备Er掺杂Bi4Ti3O12薄膜及其介电特性研究墙报展讲报告清单：1.The magnetic training effect of PZT/CFO/PZT composited films, Bo Chen, Jianguo Wan,Junming Liu, and Guanghou Wang, 南京大学2.取向Bi5Fe0.5Co0.5Ti3O15薄膜的制备及性能，毛翔宇，杨文露，王伟，陈小兵，扬州大学3.Co掺杂对Bi6Fe2Ti3O18铁电材料性能的影响，陈春燕，杨文露，武鑫华，毛翔宇，陈小兵，扬州大学4.Eu、Co双掺杂对Bi5FeTi3O15铁电和铁磁性能的影响，武鑫华，王伟，毛翔宇，陈小兵，扬州大学5.Tuning the polarization and magnetism in BiCoO3 by strain and oxygen vacancy effect: afirst-principle study, Xing-Yuan Chen, and Yu-Jun Zhao, South China University ofTechnology6.高能球磨法低温制备微波介电陶瓷，程琳，刘鹏，陈晓明，陕西师范大学7.锰氧化物中相分离态介电电泳机制的模拟，储鹏，董帅，刘俊明，南京大学、东南大学8.Hf掺杂浓度对电子型掺杂锰氧化物La1-x Hf x MnO3(0.05≤x≤0.3)的磁学和电学特性的影响，郭尔佳，王乐，吕惠宾，何萌，金奎娟，汪琳，吴真平，高矩，北京凝聚态物理国家实验室、香港大学物理系9.Nonstoichiometry-induced ferroelectricity and ferromagnetism in bulk SrTiO3, Y. Y. Guo,H. M. Liu, and J. –M. Liu, Nanjing University10.不同晶粒尺寸BaTi0.995Mn0.005O3陶瓷的时效效应，郭艳艳，南京大学11.基于压电材料的超声微流筛选芯片的制备与表征，李思晢，邓宇亮，国世上，赵兴中，武汉大学12.NiFe2O4薄膜电致电阻开关性能研究，胡伟，秦霓，伍广亨，包定华，中山大学13.Significant polarization variation near room temperature of Ba0.65Sr0.35TiO3 thin films forpyroelectric energy harvesting, K. Huang, J. B. Wang, X. L. Zhong, B. L. Liu, and Y. C.Zhou, Xiangtan UniversityTO/环氧树脂复合材料的力学及介电性能，黄旭，郑兴华，汤德平，杨小炳，陈凤英，福州大学15.铁电半导体Pb(Fe1/2Nb1/2)1-x Ti x O3单晶的非线性电学性能，贾艳敏，罗豪甦，浙江师范大学、中国科学院上海硅酸盐研究所16.Size dependent domain configuration and electrocaloric properties in BaTiO3 constrainedferroelectric system: A phase field investigation, B. Li, J. B. Wang, Xiangtan University 17.Recent progress in experimental study on the deformation and fracture of ferroelectricceramics/single crystals, Yingwei Li, Faxin Li, Hairong Cai, Peking University, Dalian University of Technology, Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences18.基于压电材料的超声微流筛选芯片的制备与表征，李思晢，邓宇亮，国世上，赵兴中，武汉大学19.循环电场调制多铁CoFe2O4/Pb(Zr0.53Ti0.47)O3异质薄膜，李子威，万建国，宋凤麒，王广厚，南京大学20.Eu3+/Y3+共掺杂ZrO2薄膜的介电及发光性能，梁立容，周洪，伍广亨，包定华，中山大学21.Mn缺失与Fe掺杂的Ca3CoMnO6的多铁性研究，林林，郭云均，谢云龙，董帅，颜志波，刘俊明，南京大学、江苏教育学院、东南大学22.Great improvement of electricaloric in BST compositional graded films, B. L. Liu, J. B.Wang, Xiangtan University23.xBST-(1-x)(LMT-LNT)陶瓷中的异常介电非线性与介电弛豫行为，刘成，刘鹏，陕西师范大学24.基于地磁扰动的磁性目标静态检测，刘国希，董蜀湘，北京大学25.铁电体中光辅助极化反转的动态研究，朱美玲，刘宏德，梁启锐，孔勇发，许京军，南开大学26.Role of Ti-richness in SrTiO3, H. M. Liu, Y. Y. Guo, and J. –M. Liu, Nanjing University27.Fragile magnetic ground state and metal-insulator transitions in CaCrO3: thefirst-principles calculations, H. M. Liu, C. Zhu, C. Y. Ma, S. Dong, and J. –M. Liu,Nanjing University28.Spin order induced ferroelectricity in DyMnO3: doping effects, N. Zhang, S. Dong, Z. B.Yan, K. F. Wang, and J. –M. Liu, Nanjing University29.镍锌铁氧体 Ni0.37Zn0.63Fe2O4和铁电体PZT多铁复合陶瓷的介电性能和磁性能，刘倩，周剑平，陈晓明，刘鹏，王燕，肖瑞娟，杨若琳，陕西师范大学30.First Principles Study of Improper Ferroelectricity with Cyclocial Order DyMnO3 , ChunYang Ma, Nanjing University31.球磨时间对Al-Sn物相的影响，马海燕，陈晓明，刘鹏，周剑平，陕西师范大学32.Zn掺杂BiFeO3陶瓷的制备及其性能，马志洪，郑兴华，汤德平，陈培津，高琳珊，福州大学33.Si83Ge17/Si压应变衬底上HfO2栅介质薄膜的电学性能，涂雅婷，周广东，张守英，邱晓燕，西南大学34.Si83Ge17/Si衬底上HfAlO x栅介质薄膜的电学性能，张守英，周广东，涂雅婷，邱晓燕，西南大学35.无磁性掺杂HfAlOx薄膜的室温弱铁磁各向异性，周广东，张守英，涂雅婷，邱晓燕，西南大学36.Bi5Fe0.5Co0.5Ti3O15薄膜的磁与铁电性研究，孙慧，吕笑梅，朱劲松，南京大学37.Two nonspiral spin orders induced spiral spin order in the RMnO3: Monte Carlosimulations, Yong Mei Tao, Nanjing University38.R-site substitution induced coexistence of two cycloid-phases in multiferroic RMnO3:Monte Carlo simulations, Yong Mei Tao, Nanjing University39.Ca2TiMnO6低温介电性能研究，王国景，汪春昌，黄守国，雷长梅，孙晓红，李腾，梅既云，安徽大学40.多铁超晶格界面诱导巨磁电耦合效应，王宏伟，何力新，中国科技大学41.The magnetic phase transition in Cu-doped ZnO: From bulk to nanocluster, Qianjin Wang,Qiuhong Tan, Jinbin Wang, Xiangli Zhong, Yichun Zhou, Xiangtan University42.准二维多铁性材料CuFeO2的热输运性质研究，王新明，范诚，赵志颖，张发宝，柯文炮，刘旭光，孙学峰，中国科学技术大学43.Sol-gel方法制备BiFeO3薄膜的漏导特性，王秀章，骆文锦，周双，蒋西西，湖北师范学院44.多铁Er1-x Yb x Fe2O4的荧光光谱研究，武睿，王瑞，杨槐馨，秦元斌，董斌，李建奇，赵继民，中国科学院物理研究所45.微波调谐Ba0.5Sr0.5TiO3-MgO-Mg2TiO4的介电性能研究，赵静媛，吕超，徐业彬，华中科技大学0.7Sr0.3MnO3薄膜电致电阻效应的研究，徐中堂，金奎娟，王灿，吕惠宾，王聪，王乐，杨国桢，中国科学院物理研究所47.Ca(1-x)Ce0.5x Cu3Ti4O12(x=0,0.1,0.25,0.5,1)陶瓷介电性能研究，闫妍，刘鹏, 杨锋莉,王亚娟，陕西师范大学48.CaCu3Ti4O(12-x)Cl x(x=0,0.2,0.4,0.6,1)陶瓷介电性能研究，杨锋莉，吴俊林, 闫妍,刘鹏，陕西师范大学49.EuTiO3薄膜漏电机制研究，赵润，李伟伟，孟庆权，杨军，汤如俊，杨浩，苏州大学50.First principle study of polarization-strain coupling in SrBi2Ta2O9 and Bi4Ti3O12, Q. Yang,Y. C. Zhou, J. X. Cao, Y. Ma, Xiangtan University51.交流电压老化下聚酰亚胺薄膜的红外和介电性质研究，杨阳，尹镝，熊锐，石兢，田付强，王暄，雷清泉，武汉大学、北京交通大学、哈尔滨理工大学52.Cu位掺Fe对CaCu3Ti4O12电学性能的影响，杨芝，张悦，熊锐，石兢，武汉大学53.磁场对PbZr0.52Ti0.48O3/La3/8Ca5/8MnO3多铁复合薄膜中介电和铁电性质的影响，姚一平，刘愉快，董思宁，李晓光，中国科学技术大学54.Dielectric Properties of CaCu3Ti4O12 at High Temperatures, Mei-Ni Zhang, Chun-ChangWang, Ke-Biao Xu, Guo-Jing Wang, Chen-Chen Yin, Anhui University55.Z型铁氧体中的磁介电效应，张鑫，赵永刚，崔永锋，王嘉维，张森，张慧云，朱美红，清华大学56.Retention loss in the ferroelectric (SrBi2Ta2O9) - insulator (HfO2) - silicon structurestudied by piezoresponse force microscopy, Z. H. Zhang, X. L. Zhong, Y. Zhang, J. B.Wang, and Y. C. Zhou, Xiangtan University57.烧结温度对Pb0.7Ti0.3Nb2O6介电陶瓷电学性能的影响，赵小刚，刘鹏，陈晓明，陕西师范大学58.Magnetoelectric Coupling of (Pb0.99Nb0.02)(Zr0.85Sn0.13Ti0.02)O3/Co Heterostructural Film,Mingxiu Zhou, Ziwei Li, Jian-guo Wan, and Guanghou Wang, Nanjing University59.铋掺杂TbMnO3陶瓷磁与介电性能研究，张超，吕笑梅，朱劲松，南京大学、河南科技大学60.外延NiO/Nb(0.7%):SrTiO3异质结的电阻变换效应，朱永丹，李美亚，赵兴中，武汉大学。
