3.4 铁电性及铁电体
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铁电体的自发极化强度
铁电体是一种特殊的晶体材料,具有自发极化的特性,也就是说,在没有外加电场的情况下,铁电体会自行产生一个极化方向。
这种自发极化的强度是衡量铁电体性质的重要参数之一。
铁电体的自发极化强度受到多种因素的影响,包括晶体结构、化学成分、温度等因素。
其中,晶体结构是决定自发极化强度的关键因素之一。
例如,钙钛矿结构的铁电体具有较高的自发极化强度,而层状结构的铁电体则具有较低的自发极化强度。
化学成分也会影响铁电体的自发极化强度。
例如,改变铁电体中的离子半径、电荷数等化学因素,都会对自发极化强度产生影响。
温度也是影响铁电体自发极化强度的因素之一。
一般来说,随着温度升高,铁电体的自发极化强度会逐渐降低。
这是因为高温下铁电性质逐渐减弱,导致自发极化强度减小。
总的来说,铁电体的自发极化强度是一个复杂的物理量,受到多种因素的影响。
对于不同的铁电体材料,需要通过实验和理论计算来精确确定其自发极化强度,并深入研究其物理特性和应用前景。
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铁电体的自发极化强度铁电体是一类重要的功能材料,它们具有自发极化,这是铁电体的核心特性之一。
自发极化是指材料中原子或分子的正负离子均匀分布,造成电偶极矩存在的情况。
铁电体的自发极化强度是评估铁电材料性能优劣的重要指标。
下面,我们将解析铁电体自发极化强度的相关知识。
首先,铁电体的自发极化强度与晶格结构息息相关。
根据固体物理学中极小物体正方晶系理论,铁电体中主要包含一些大分子离子和离子团簇,它们经过布里渊区不同方向的禁带,形成了很多位于不同倒易点上的基元极化矢量。
在不带电场的情况下,这些基元极化矢量的和为零。
而当外加电场时,这些极化矢量就会相互叠加,产生重定向极化。
其次,铁电体的自发极化强度与晶体的对称性有关。
铁电体具有不中心对称结构,它们的空间群不具有反演对称性。
因此,铁电体的电极化量只能通过非线性极化来得到。
而非线性极化与对称性破缺有关,对称性越低,则非线性极化越高,这也促成了铁电体具有优异的自发极化强度。
铁电体的自发极化强度大小决定了铁电体技术性能的优劣,通常可以通过极化曲线图进行评估和比较。
此外,外界条件也会对铁电体的自发极化强度产生影响。
一般来说,铁电体的自发极化强度随着温度的升高而降低。
这是因为在高温下,铁电体中基元极化矢量的热振动增强,导致极化强度变弱。
另外,外界压力也会影响铁电体的自发极化强度。
例如,在压力下,铁电体的晶格结构会发生变化,导致极化强度的变化。
最后,需要指出的是,铁电体的自发极化强度在实际材料制备中也受到材料特性的影响。
例如铁电摩尔比(PMT)和水溶性聚合物等,可以通过特殊的制备方法提高其自发极化强度,并具有较好的应用前景。
综上所述,铁电体的自发极化强度与晶体结构、对称性、外界条件、材料特性等因素密切相关。
在实际应用中,根据不同的要求和制备条件,可以选取适合的铁电体材料,并优化其自发极化强度。
预计在未来,随着铁电体领域的不断发展,并将有更多的优质铁电体材料涌现。