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PMNT铁电薄膜的制备及性能研究的开题报告开题报告题目：PMNT铁电薄膜的制备及性能研究一、研究背景和意义铁电材料是一类具有特殊电学性质的材料，具有极高的介电常数、极化强度和压电效应等特征，因此广泛应用于传感、驱动器、储存器、滤波器等电子设备中。
传统的PMNT（Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3）铁电材料具有优异的铁电性能，是一种具有良好应用前景的铁电材料。
而PMNT铁电薄膜则具有体材料所不具备的优异性能，例如可减小材料的体积、提高响应速度、降低能耗等优势。
因此，研究PMNT铁电薄膜的制备及性能具有重要的理论和应用价值。
二、研究方法和步骤采用溶胶-凝胶法制备PMNT薄膜，并采用AFM、SEM、XRD、FTIR等手段对其结构、形貌、组成和铁电性能进行表征。
其中，制备PMNT薄膜的具体步骤包括以下几个方面：1）配制前驱体溶液；2）涂覆前驱体溶液在基片上形成薄膜；3）采用热处理的方法进行烧结、晶化和去除杂质等处理。
三、研究内容和计划1. PMNT铁电薄膜的制备：根据不同的前驱体配方和溶剂配比，制备出具有不同化学成分和物相结构的PMNT薄膜。
2. PMNT铁电薄膜的表征：采用SEM、AFM、XRD、FTIR等方法对PMNT薄膜的形貌、结构和组成进行表征；3. PMNT铁电薄膜的铁电性能测试：采用FE-SEM观察电极的导电性，使用测试装置测量薄膜的压电系数、介电常数等特性参数。
四、预期成果1. 成功制备出具有优异铁电性能的PMNT铁电薄膜，实现对PMNT铁电薄膜的可控制备。
2. 对PMNT铁电薄膜的性能进行深入研究，明确其电学性能及铁电行为等方面的特点和规律，促进相关领域的发展和应用。
3. 相关研究成果和理论贡献将会被发表在相关的权威性学术期刊上，进一步推动铁电材料领域的研究和发展。
五、参考文献[1] Zhang Z, Liang H J, Meng F X, et al. Influence of Mg: Nb ratio on structure and properties of PMN-PT piezoelectric ceramics[J]. Journal of materials science, 2005, 40(2): 327-331.[2] Xie X L, Zhao N N, Li X, et al. Preparation and characterization of PMN-30% PT thick films by sol-gel method[J]. Materials Letters, 2010, 64(13): 1425-1428.[3] Xiao H, Liu Y, Zhang Y, et al. PMNT thin films deposited by RF magnetron sputtering for possible applications in integrated microsystems[J]. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2015, 26(4): 2430-2437.[4] Abbas S M, Ali B M, Ali M, et al. Structural and dielectric properties of PMN-PT ceramics for pyroelectric applications[J]. Journal of electronic materials, 2020,49(3): 1790-1797.。
《铁性薄膜电、磁、热性能调控与机理研究》篇一摘要本篇论文针对铁性薄膜的电、磁、热性能调控进行了系统研究，旨在探讨其内在工作机理，并对不同材料下的性能变化做出深入研究。
通过对不同成分比例、不同结构工艺下的薄膜性能进行研究与实验分析，总结了薄膜材料中各项性能调控的有效方法和内在机理，对未来的研究和应用具有重要指导意义。
一、引言铁性薄膜因其优异的电、磁、热性能在电子、信息存储、传感器等领域具有广泛应用。
然而，如何有效地调控其性能以适应不同应用场景成为了一个亟待解决的问题。
本论文通过研究不同材料成分比例和结构工艺对铁性薄膜性能的影响，探索了其电、磁、热性能的调控方法及内在机理。
二、材料与实验方法本部分详细介绍了实验中使用的材料及其成分比例，以及所采用的实验方法。
包括薄膜的制备工艺（如物理气相沉积、化学气相沉积等）、性能测试方法（如X射线衍射、扫描电子显微镜等）以及性能参数的测量等。
同时，也详细描述了实验的流程和条件控制。
三、电性能调控与机理研究本章节通过实验数据和理论分析，探讨了铁性薄膜电性能的调控方法及内在机理。
实验结果表明，通过调整材料的成分比例和薄膜的结构工艺，可以有效改变薄膜的电阻率、介电常数等电性能参数。
进一步的研究表明，这些电性能的变化与材料的电子结构、晶格结构等密切相关。
通过对这些内在机制的深入理解，为进一步优化铁性薄膜的电性能提供了理论依据。
四、磁性能调控与机理研究在磁性能方面，本章节通过实验和理论分析，研究了铁性薄膜的磁化强度、矫顽力等磁性能参数的调控方法及内在机理。
实验结果表明，通过改变材料的成分比例和薄膜的微观结构，可以有效地调控薄膜的磁性能。
同时，我们还发现磁场、温度等因素对磁性能的影响也是不可忽视的。
这些研究结果为铁性薄膜在磁存储、磁传感器等领域的应用提供了重要依据。
五、热性能调控与机理研究在热性能方面，本章节研究了铁性薄膜的热导率、热膨胀系数等热性能参数的调控方法及内在机理。
铁电薄膜的制备、表征及应用一、实验目的铁电薄膜的溶胶凝胶制备法作为一门综合性课程，实验过程中，利用化学、物理知识，通过对铁电薄膜制备方法的设计，了解制备方法的原理；以及通过铁电薄膜的表征，了解铁电薄膜的测试与分析，使学生在铁电薄膜制备与表征的基本技能方面得到训练，进一步了解铁电薄膜的制备方法原理和工艺，表征技术的原理和测试分析方法，巩固和深化学生课堂上学到的知识。
本课程实验部分的主要任务是使学生获得有关铁电薄膜备及表征技术有关实验原理的知识和技能，掌握铁电薄膜的制备参数与材料组分、性能之间的关系和规律，加强学生合理选用制备方法、正确选定制备工艺参数、分析测试结果等方面的能力。
二、实验原理及方法2.1 实验原理溶胶-凝胶法(Sol-gel)作为CSD 法的一种，属于化学溶液沉积法。
Sol-gel 的前驱体是金属有机化合物，有的时候也用无机盐作为前驱体，将前驱体按照一定的比例在有机的溶液中溶解，经过水解缩聚反应，最后生成三维网络状胶体。
按照匀胶、蒸发分解（除去凝胶中的有机成分和水分）、退火处理的步骤，最后得到晶态薄膜。
一般情况，Sol-gel 法的常用到的原料有金属化合物、溶剂（甲醇、乙醇、冰醋酸等）、水、催化剂（酸或弱碱）以及其他添加剂。
其中金属元素的起始原料一般都是易于水解的金属化合物，比如氯化物、硝酸盐、金属醇盐、乙酰丙酮和醋酸盐等等，这些化合物水解生成了氧化物、氢氧化物或者是聚合物，这些物质很容易发生反应，水解过程中的只有醇类物质容易挥发，但是对人体无害，因此这类物质已被广泛的用于Sol-gel 法中，成为Sol-gel 法首选的原料。
在Sol-gel 法中，不论是无机盐还是金属醇盐作为起始原料，它们的反应步骤都是：前驱物溶于水中，或者是溶于有机溶剂中，最后形成均匀溶液。
溶质与溶剂发生水解或是醇解反应，反应生成物聚集成1 nm 左右的粒子，并且形成溶胶，最后经蒸发干燥转变成凝胶。
基本反应原理如下：(1) 溶剂化：金属阳离子M z +(z 为M 离子的价数)吸收水分子，并形成溶剂单元()2M H O ，在这过程中释放H +，用来保持它的配位数：()()()()1221M H O M H O OH H +-++-→+z z n n (1)如果在上述反应中，有别的离子进入，就有可能发生聚合反应，这个反应十分复杂。
铁电薄膜铁电特性的表征吕光鑫 匡亚明学院141242003实验目的1. 了解什么晁联电休汁卜么是跑祈何找及浜测量除理和力・袪. 瓷『解那用舱飲ill 融机谟啦殍怖歸豹JL 作总理茂性陡农泄"实验原理L 按曲師特点 （D 电诩回蜒欣电体韵槻化随外电场的变化而变仏但电场较型时我化口电场之间呈前戲性矣孔昏 电场作书下斷畤厲核长从圖壁楼动冯疑极化转向住电场從剝时我化线性地依純干电场（Jtffl IX £ 3加段）•此时可逆的两鳖移动成対不可逆的.橇化阻电扬的增加叱线吐段快: 当电砒到相直于H 点值瞅总犠化帕童有折增川BC 動井起于fefr,如里趟于楂和訓 场减小+檢化榔稠（7JD 與曲线SE 小J 久致岂巾场达到零时•晶怖仍惺周布宏观械化狀东■线理 PD 农乐的概化称対擱兪楼ItPM 氏rmwiMitpolaridon 人 蔣纯段（B 外推剖弓楼亿轴相交 ” E 用战段CE 为饱和自发扱化尸注如果电糯反向点化耕甌之降低井改变方向•直到电场 等「苴 熾IM*融化乂欝趋」•忸和。
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电子科技大学硕士学位论文PT系铁电材料的制备与性能表征姓名：***申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：***20050121摘要本论文分两步研究了钛酸铅（ＰＴ）系铁电材料的制备工艺技术、物化结构表征及铁电、介电、热释电性能。
首先我们以铁电陶瓷为研究对象，利用传统工艺方法制备了铁电ＰＺＴ陶瓷靶材，并对掺杂、组分、工艺等因素对陶瓷块材的介电、铁电性能的影响进行了探讨。
然后以铁电薄膜材料为研究对象，采用溶胶～凝胶（Ｓｏｔ—Ｇｅｌ）法制备了ＰＴ系铁电薄膜，对薄膜的形貌、厚度、结晶等性能进行了表征，对铁电薄膜材料的介电、铁电、热释电性能进行了研究分析。
主要内容如下：１、采用传统陶瓷工艺制备了复合掺杂ｃａ、ｓｒ和Ｌａ三元素的ＰＺＴ陶瓷。
着重研究了Ｚｒ／Ｔｉ及退火温度对ＰＺＴ陶瓷性能的影响，研究发现：此二因素都是影响ＰＺＴ样品性能的关键因素。
随Ｚｒ／Ｔｉ值在０．４／０．６到０．５５／０．５范围内增大，样品的剩余极化值只、介电常数ｒ、损耗因子留Ｊ等参数均基本呈现增大趋势。
这是因为Ｚｒ／Ｔｉ在０．５３／０．４７的相界附近晶格畸变会发生突变，在此区域铁电体结构较松弛，介电常数较大，内耗也较大。
但烧结温度对不同组分的样品性能的影响没有显现出特别明显的规律。
２、着重对掺Ｌａ”、Ｍｎ”对ＰＺＴ陶瓷结构与性能的影响作了研究和探讨，通过对添加两物质的样品的介电、铁电性能的比较发现：掺Ｌａ”可以增大剩余极化值和损耗；掺杂Ｍｎ”可以降低损耗；同时加入Ｌａ”、Ｍｎ”可以调整ＰＺＴ性能得到理想的效果。
Ｐｂ过量０．０５ｍｏｌ、Ｚｒ／Ｔｉ为５５／４５、掺Ｌａ”量为２ａｔｍ％、掺Ｍｎ”量为Ｏ．１５ｗｔ％的ＰＺＴ组分，在１２００℃烧结，保温９０分钟得到的陶瓷材料具有良好的铁电和介电性能：矩形度良好的电滞回线、剩余极化值只为４０“ｃ／ｃｍ２、矫顽场基为０．４７６ＫＶ／ｃｍ、介电常数ｆ为９０８，损耗因子ｔｇ占仅为０．６％。
该材料有望成为陶瓷靶材在脉冲激光沉积法（ＰＬＤ）制备铁电薄膜的工艺中得到应用。
PZT铁电薄膜实验报告要点材料科学与工程学院基地班创新和任选实验论文高度取向锆钛酸铅铁电薄膜材料制备及性能优化姓名：严岑琪学号： 200900150260指导教师：欧阳俊日期：2013.1.5目录一、研究背景简介及研究意义 (3)1.1 PZT薄膜研究背景 (3)1.2 PZT铁电材料结构 (3)1.3 PZT薄膜发展现状及趋势 (4)1.4 PZT薄膜研究意义 (4)二、研究方法 (5)2.1 脉冲激光沉积法 (5)2.2 真空蒸发法 (5)2.3溶胶—凝胶法 (5)2.4 化学气相沉积法 (6)2.5 磁控溅射法 (6)三、试验用原材料及仪器设备 (7)3.1 试验用原材料 (7)3.2 试验用仪器设备 (7)四、实验步骤 (8)4.1 主要研究方法 (8)4.1.1 制备工艺流程 (8)4.1.2 性能检测 (8)4.2 PZT铁电薄膜的制备参数 (8)4.3 PZT铁电薄膜的制备过程 (8)五、实验结果记录与相关讨论 (9)5.1 XRD (9)5.2 电滞回线 (11)5.3 漏电电流特性 (14)5.4 介电行为 (15)六、结论 (16)七、参考文献 (16)一、研究背景简介及研究意义1.1 PZT薄膜研究背景铁电体是具有自发极化且自发极化矢量的取向能随外电场的改变而改变方向的材料。
铁电材料是一类强介电材料，其介电常数可高达102～106。
铁电材料具有优良的铁电、压电、热释电、电光、声光及非线性光学特性，集力、热、光、电等性能于一体，具有其它材料不可比拟的优越性能。
铁电材料的这些特殊性质使得它在超声换能器件、微机电耦合器件、高容量电容器、铁电存储器、电光快门、光控器件、成像与显示器件等多方面都具有广泛的应用前景。
另一方面，由于电子技术，信息技术和控制技术的发展，要求器件小型化和集成化，对新材料提出了新的要求。
PZT功能薄膜由于其优良的压电性能、热电性能、铁电性能、光电性能和介电性能被广泛地用于传感器，驱动器和各种精密仪器的控制部分。
PSTT铁电薄膜的制备和性能研究的开题报告
一、课题背景
铁电材料具有独特的物理和电学性质，在电介质、传感器、存储器、电子器件等领域
均有广泛应用。
其中，钙钛矿结构铁电材料Pb(Zr,Ti)O3 (PZT)由于具有高的铁电性能、较大的电致应变等特点，被广泛用于各种应用中。
为了实现对铁电材料的精确控制，制备薄膜材料是必不可少的一步。
薄膜材料具有与
体材料不同的结构和性质，能够满足小型化、高可靠性等新型器件的需求。
本项目旨
在研究PSTT铁电薄膜的制备和性能，为其在微电子器件等领域的应用提供基础性研究和理论支持。
二、研究目标
1、制备PSTT铁电薄膜材料，并对其物理和化学性质进行表征和分析。
2、研究PSTT铁电薄膜的微观结构、晶体结构、电学性能等基本特性。
3、优化PSTT铁电薄膜的制备工艺，提高其性能和稳定性。
三、研究内容
1、PSTT铁电薄膜的制备
采用射频磁控溅射法制备PSTT铁电薄膜，探究工艺参数对薄膜结构和性能的影响，包括制备温度、基底材料、压力等。
2、PSTT铁电薄膜的微观结构和晶体结构分析
采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析工具，对薄膜进行微观分析和表征，研究
其微观结构和晶体结构。
3、PSTT铁电薄膜的电学性能研究
采用示波器、阻抗分析仪等测试设备，对薄膜的电学性能进行测试和分析，研究其铁
电性能、电容特性等。
四、研究意义
PSTT铁电薄膜是铁电材料的一种重要形式，其在微电子器件、传感器等领域具有广泛的应用前景。
本项目将深入探究PSTT铁电薄膜的制备工艺和性能，为其在各种应用中的进一步研究和发展提供有力支持。
铁电材料制备与性能表征实验提纲实验目的：制备铁电材料，并进行性能测试。
材料：氧化钛（TiO2）粉末、钛酸四丁酯（TBT）、异丙醇、甲苯、乙醇、铝箔片。
仪器设备：自动定量注液器、恒温培养箱、离心机、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）。
实验步骤：1. 安全检查。
2. 准备氧化钛（TiO2）粉末，加入异丙醇，用高速搅拌器超声分散1.5小时，将分散液继续搅拌1小时。
3. 加入TBT预聚液，用自动定量注液器按照一定比例浓度注入分散液中，再用高速搅拌器旋转混合1小时，得到均匀溶胶。
4. 加入甲苯、乙醇，搅拌混合。
5. 将铝箔片严格清洗，放入恒温培养箱中，在160摄氏度下烘烤1小时。
6. 涂覆均匀溶胶于铝箔片上，再在空气中烘烤1小时。
7. 离心分离，用干燥箱干燥。
8. 进行SEM和XRD测试，测量铁电材料的晶体结构和形貌，分析其性能。
实验现象记录：1. 在加入TBT预聚液后，液体黏稠度增加。
2. 在涂覆均匀溶胶于铝箔片上时，需要注意溶液的均匀性和数量。
3. 在离心分离时，需要注意时间和速度的控制，不要将铁电材料分离异常。
4. 在测试时，需要谨慎操作，保证仪器的准确性。
实验问题及解决方案：问题1：加入TBT预聚液后，液体黏稠度增加，如何解决？解决方案：可以在混合液中加入少量甲苯或乙醇溶解。
问题2：涂覆均匀溶胶于铝箔片上时，出现溶液不均匀或溶液不足，如何解决？解决方案：可以按照一定比例，将溶液分别涂抹于多个铝箔片上，避免过多或不足。
问题3：在离心分离时，出现铁电材料分离异常，如何解决？解决方案：可以重新加入适量溶剂，再次混合均匀后进行离心分离。
实验影响因素和实验记录：1. TBT预聚液的比例和浓度会影响溶液的黏稠度和铁电材料的形貌。
2. 涂覆均匀溶胶于铝箔片上的方式和数量会影响铁电材料的均匀度和输出能力。
3. 离心分离的时间和速度会影响铁电材料的形态和质量。
实验规范：1. 进行实验前，需要进行全面的安全检查，确保仪器和材料的安全性。
BaTiO3铁电纳米膜制备及物性和微结构表征朱信华;朱健民;刘治国;闵乃本【期刊名称】《电子显微学报》【年(卷),期】2009(28)2【摘要】采用脉冲激光淀积法在硅基氧化铝纳米有序孔膜版介质上(膜版孔径平均尺寸20 nm,内生长Pt纳米线作为底电极一部分)制备了BaTiO3铁电纳米膜,并对其物性(铁电和介电性能)和微结构进行了表征.结果表明厚度170 nm BaTiO3铁电膜的介电常数,随着测量频率的增加(103Hz至106 Hz),从400缓慢下降到350;介电损耗在低频区域(103～105Hz)从0.029缓慢增加到0.036,而在高频率区域(＞105Hz)后,则迅速增加到0.07.这是由于BaTiO3铁电薄膜的介电驰豫极化引起的.电滞回线测量结果表明,该薄膜的剩余极化强度为17μC/cm2,矫顽场强为175kV/cm.剖面扫描透射电子显微镜(STEM)图像表明,BaTiO3纳米铁电薄膜与底电极Pt纳米线直接相连接,它们之间的界面呈现一定程度的弯曲.选区电子衍射图和高分辨电子显微像均表明BaTiO3铁电薄膜具有钙钛矿型结构.在BaTiO3纳米铁电薄膜退火晶化处理后,部分Pt纳米线的再生长导致顶端出现分枝展宽现象.为了兼顾氧化铝纳米有序孔膜版内的金属纳米线有序分布和BaTiO3纳米薄膜结晶度,合适的退火温度是制备工艺过程的关键因素.【总页数】6页(P180-185)【作者】朱信华;朱健民;刘治国;闵乃本【作者单位】南京大学物理系固体微结构物理国家重点实验室,江苏,南京,210093;南京大学物理系固体微结构物理国家重点实验室,江苏,南京,210093;南京大学物理系固体微结构物理国家重点实验室,江苏,南京,210093;南京大学物理系固体微结构物理国家重点实验室,江苏,南京,210093【正文语种】中文【中图分类】TM22+3;TB383;TN16;TG115.21+5.3【相关文献】1.铁电纳米结构的浸渍涂敷法制备和微结构STEM表征 [J], 朱信华;朱健民;周舜华;刘治国2.前驱物性质对PMN-PT弛豫铁电薄膜制备的影响 [J], 王歆;庄志强;陆裕东3.纳米结构铁电膜的制备和物性及微结构表征 [J], 朱信华;宋晔;杭启明;朱健民;周顺华;刘治国4.BaTiO3纳米纤维微结构和压电性能表征及其三维畴变观测 [J], 刘志远; 李俊鹏; 朱哲5.BaTiO3纳米纤维微结构和压电性能表征及其三维畴变观测 [J], 刘志远; 李俊鹏; 朱哲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
铁电薄膜铁电性能的表征一、实验目的1、了解什么是铁电体，什么是电滞回线及其测量原理和方法。
2、了解非挥发铁电随机读取存储器的工作原理及性能表征。
二、实验原理 1、铁电体的特点 （1）电滞回线铁电体的极化随外电场的变化而变化，但电场较强时，极化与电场之间呈非线性关系。
在电场作用下新畴成核长，畴壁移动，导致极化转向，在电场很弱时，极化线性地依赖于电场 见图1,此时可逆的畴壁移动成为不可逆的，极化随电场的增加比线性段快。
当电场达到相应于B 点值时，晶体成为单畴，极化趋于饱和。
电场进一步增强时，由于感应极化的增加，总极化仍然有所增大(BC)段 。
如果趋于饱和后电场减小，极化将循 CBD 段曲线减小，以致当电场达到零时，晶体仍保留在宏观极化状态，线段OD 表示的极化称为剩余极化Pr 。
将线段CB 外推到与极化轴相交于E ，则线段OE 为饱和自发极化Ps 。
如果电场反向，极化将随之降低并改变方向，直到电场等于某一值时，极化又将趋于饱和。
这一过程如曲线DFG 所示，OF 所代表的电场是使极化等于零的电场，称为矫顽场Ec 。
电场在正负饱和度之间循环一周时，极化与电场的关系如曲线CBDFGHC 所示此曲线称为电滞回线。
图1 铁电体的电滞回线V图2 电滞回线的显示电滞回线可以用图2的装置显示出来（这就是著名的Sawyer-Tower 电路），以电晶体作介质的电容Cx 上的电压V 是加在示波器的水平电极板上，与Cx 串联一个恒定电容Cy(即普通电容)，Cy 上的电压Vy 加在示波器的垂直电极板上，很容易证明Vy 与铁电体的极化强度P 成正比，因而示波器显示的图象，纵坐标反映P 的变化，而横坐标Vx 与加在铁电体上外电场强成正比，因而就可直接观测到P-E 的电滞回线。
下面证明Vy 和P 的正比关系，因y xxy x y C C C C V V ==ωω11式中ω为图中电源V 的角频率d SC x 0εε=ε为铁电体的介电常数,0ε 为真空的介电常数,S 为平板电容x C 的面积，d 为 平行平板间距离，代入（1）式得：E C S d V C S V C C V yx y x Y x y 00εεεε===(2)根据电磁学EE E P χεεεεε000)1(=≈-= (3)对于铁电体>>ε1，固有后一近似等式，代入（2）式 ，P C SV yy =因S 与yC 都是常数，故Vy 与P 成正比。
（2）居里点Tc当温度高于某一临界温度Tc 时,晶体的铁电性消失。
这一温度称为铁电体的居里点。
由于铁电体的消失或出现总是伴随着晶格结构的转变，所以是个相变过程，已发现铁电体存在两种相变：一级相变伴随着潜热的产生，二级相变呈现比热的突变，而无潜热发生，又铁电相中自发极化总是和电致形变联系在一起，所以铁电相的晶格结构的对称性要比非铁电相为低。
如果晶体具有两个或多个铁电相时，最高 的一个相变温度称为居里点，其它则称为转变温度。
（3）居里-外斯定律由于极化的非线性，铁电体的介电常数不是常数，而是依赖于外加电场的，一般以OA 曲线（图1）在原点的斜率代表介电常数，即在测量介电常数 时，所加外电场很小，铁电体在转变温度附近时，介电常数具有很大的数值，数量级达5410~10。
当温度高于居里点时，介电常数随温度变化的关系∞+-=εεC T T C0 （5）2、铁电体和铁电存储的应用铁电体具有介电、压电、热释电、铁电性质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、铁电记忆存储性能等等，都与其电极化性质相关，特别是电介质的热释电与铁电性质都与其自发极化相关。
由于铁电体具有上述性质，因而在诸多高技术中有着很重要的应用。
利用其压电性能可制作电声换能器，用于超声波探测，声纳，稳频振谐器，声表面波器件等；利用其热释电性质可制作红外探测器，红外监视器，热成像系统等；利用非线性光学效应可制作激光倍频、三倍频、和频、差频器；利用电光性质可制作激光电光开关、光偏转器、光调制器等；利用声光效应可制作激光声光开关、声光偏转器、声光调制器等；利用光折变效应可制作光存储器件；而铁电材料的铁电性可制作铁电记忆存储器。
铁电记忆存储器（Ferroelectric Memory ）是利用铁电体所具有的电滞回线性质。
如图12.2-1所示，当加到铁电体上电场为零时，铁电体上仍保持有一定的极化强度Pr(或-Pr),这个极化电荷的符号取决于该电体上原加场的符号。
若原来加的正场，则当外场变为零场时，铁电体上为正的剩余极化（+Pr ）而若是从负场变到零场，则此时剩余极化为负（-Pr ）。
正是利用这无外场时所有的两个稳定极化±Pr 作为计算机编码0（Pr ）和1（Pr ），这就是铁电记忆及逻辑电路的基础。
铁电记忆存储是铁电体极少数利用铁电体的铁电性能去工作，而不是其他性能（如热电、压电、电光等）的应用。
在非挥发性铁电存储器应用中，即使电源突然中断，其储存的信息也可保持。
铁电体不仅作为一个电容，而且其本身也作为一个存储单元。
铁电存储器由于其尺寸小（是通常可擦除随机只读存储器的20%），抗辐照（特别适用于军用和航天使用），存储读取速度高，容易与硅工艺相容，因而有很好的前景。
目前铁电随机存储器已有商品销售，由其为核心的智能卡及作为嵌入式芯片已用于众多家电的控制器如洗衣机、游戏机、电视频道存储记忆器、复印机、收费站刷卡等等方面，随大存储量的产品出现将在数码相机、随身听中使用，市场前景看好。
铁电材料的铁电性能最为重要的表征是其电滞回线所反映的铁电性能，包括饱和极化Ps,永久极化Pr ，矫玩场Ec 等，而对于用于铁电存储器的铁电薄膜来讲，除此之外还有漏电流kI ，铁电疲劳性能（永久极化与开关次数n ~Pr ）及铁电保持性能（永久极化与时间关系t ~Pr ）。
通常要求永久极化Pr /10C μ>2cm ，低矫玩场cm kV Ec /100<。
好的疲劳特性，在铁电翻转1010次时，永久极化很少变化。
在510秒内可较好的保持电荷，漏电流小于27/10cm A -。
3、实验仪器TD-88A（1） 铁电性能综合测试仪硬件结构铁电薄膜材料的测量仪主要包括可编程信号源、微电流放大器、积分器、放大倍数可编程放大器、模/数转换器、数/模转换器、微机接口部分、微机和应用软件等部分组成。
系统框图见图12-2-3，硬件系统由一台计算机、一片带A/D 、D/A 及开关量控制输出功能的计算机接口卡和信号调理电路部分组成。
（2）测量电路目前，测量电滞回线的方法较多。
其中测试方法简单、应用最广泛的是Sawyer-Tower 电路[2][3]，如图12-2-4所示，其中虚框部分为铁电薄膜样品的等效电路，Cxi 为线性感应等效电容， Rx 为铁电薄膜样品的漏电导及损耗等效电阻，Cxs 为与自发极化反转对应的非线性等效电容。
在理想情况下，若只考虑Cxs 的作用（认为Cxi 与Rx 开路），很容易证明Uy 与铁电薄膜样品的极化强度P 成正比[2]。
但一般情况下，铁电薄膜样品具有图3 铁电性能测量仪结构框图漏电导和线性感应电容，如果要获得铁电薄膜样品的本征电滞回线，必须在测量过程中对样品的漏电导和线性感应电容进行合适的补偿，但这在实际测量中是较难处理的。
另外，此电路中外接积分电容Co 的选取和精度会影响测试的精确度，当然给铁电薄膜样品提供的信号源U 的频率对测试，结果也有很大的影响，这样就较难对测试结果进行标定和校准。
计算机部分A/D,D/A卡图4 Sawyer-Tower电路（虚框中为铁电薄膜样品等效电路）图5 电滞回线测量电路（虚框中为铁电薄膜样品等效电路）我们选用如图5所示的测量电路，此电路由信号源U、被测样品、电流放大器和积分器组成。
信号源U提供给被测样品的电流经电流放大器放大再经积分器积分后得到Uy进入测量系统。
即使被测样品端加的电压U为零，积分器上仍然维持电压，被测样品端是虚地的，因此此测试电路可称为虚地模式。
此电路取消了外接电容Co，可减小寄生元件的影响。
此电路的测试精度仅取决于积分器积分电容C1的精度，减少了对测试的影响环节，比较容易定标和校准，并且能实现较高的测量准确度。
4、实验注意事项（1）必须先连接好测试线路并确认无误后再打开测试仪电源。
在测量前先测电脑背景信号。
（2）当使用高电压信号源时，注意安全，测试操作时不能接触测试架。
测试完成后先关闭测试仪电源。
三、实验数据测量及分析1、运行应用软件，进入软件主界面，打开主菜单的测量部分选择“电滞回线测量”选项，输入“样品名称”、“样品面积”、“样品厚度”、“输出电压幅度”、“测试周期点数”、“电滞回线周期”等参数。
2、按“确定”键后，软件弹出对话框“请输入需保存的实验数据的文件名”，用户输入以***.loop的文件名后按“OK”键继续，回到软件主界面，按“开始测量”按键，系统自动进行电滞回线测量和脉冲参数测量（测量时请注意主界面下侧提示条的信息），以上两项参数测量完成后系统弹出信息框“是否进行漏电流测量”，按“Yes”则进行漏电流及电阻阻值测量,按“No”即完成测量。
图像调节软件中的最大电压分别在1200V到1550V之间，每间隔25V取一个值，将15条回线画在同一张图上有：我们大致可以猜想剩余极化Pr和矫顽场Ec随所加电压有一定的正相关关系。
下面利用软件，从图像中读出Pr+，Pr-，Ec+，Ec-，以及饱和极化强度Ps。
饱和极化强度Ps的确定，是从电滞回线的饱和区域引入切线，其和垂直轴的交点作为饱和极化强度的数值。
分别读出图上的这五个数值(表中Pr-和Ec-均为绝对值)。
其中，Pr=（Pr+ + Pr-）/2和Ec=(Ec+ + Ec-)/2Ps，Pr，Ec随Vmax的变化关系如下图分析：Ps，Pr，Ec随Vmax增大而增大，实验数据所给出的结果与事实符合。
因为所加电压的增大，样品内磁矩受到场的影响有序排列的程度就越高，这样，极化强度就随之增大。
同样，使样品退磁化的矫顽场也随之增大。
Pr+与Pr-并不相同，同时Ec+与Ec-也不相同。
这是因为样品并不完全对称的，经过电压变化的一个周期，样品由于内部响应的问题和本身性质的问题，不可能出现完全对称的标准电滞回线。
极化强度的变化并没有矫顽场的变化明显，所以在研究物质的电、磁性质的时候，应该选择Ec作为参考量。
实验发现Ec+始终大于Ec-，在查阅资料后发现，这是由于交换偏置现象。
通常情况下，铁磁薄膜的磁滞回线以原点为对称中心，若体系中引入反铁磁层，当温度降到一定时，体系的磁滞回线将产生一个偏移量，其矫顽力Hc相应增大，此即交换偏置效应，如图11所示。
猜想对电滞回线，也有同样的效应。
图11四、思考题与讨论1.试比较铁电体与铁磁体的同异。
