二年级硕士生刘文凤发现复合掺杂（受主+施主）铁电体的时效机理以及良好的
来源：西安交大前沿科学技术研究院| 作者：admin| 发布时间：2006-07-16| 浏览：
|
最近，本中心二年级硕士生刘文凤系统的研究了复合掺杂的BaTiO3铁电体（包括受主过量，等量掺杂，施主过量）的时效现象，基于这一研究所撰写的论文Ferroelectric aging effect in hybrid doped BaTiO3 ceramics and the associated large recoverable electrostrain已经被Applied Physics Letters接受并将于近期发表。
在铁电体领域，经常看到材料各种性能随时间发生变化（时效）的现象。有意思的是，这种现象，只存在于受主掺杂（掺杂离子的化合价低于被取代离子）的铁电体中；而对于施主掺杂的铁电体往往观测不到时效现象。近期本中心研究表明，时效现象是由于空位（由掺杂离子引起的）按照点缺陷对称性原理随时间迁移引起的，而受主掺杂带来的可移动的氧空位和施主掺杂带来的通常温度下不可移动的阳离子空位，导致了不同掺杂的不同时效现象。这里，一个有意思的问题自然就被引出了：在复合掺杂的铁电体中，时效现象究竟是怎么样的呢？
在本工作中，作者刘文凤等系统的研究了复合掺杂的BaTiO3铁电体（包括受主过量，等量掺杂，施主过量），发现所有的复合掺杂的BaTiO3铁电体都表现出强烈的时效作用，从而表明受主和施主掺杂不是简单的抵消相互作用，而是两者的作用在复合掺杂的体系中共存。作为时效引发的可逆畴反转的一个宏观体现，作者在时效过但是没有极化过的样品中观察到了由于畴反转引发的巨大的形变（0.17％）。这个值是普通BaTiO3陶瓷压电效应的三倍，是广泛应用的硬性PZT陶瓷的两倍；和单独受主掺杂的样品比较起来，复合掺杂的样品拥有更小的矫顽场和滞后作用，同时形变值也有所增加。这一结果为无铅大形变陶瓷材料的制备提供了坚实的理论基础。在分析这些试验结果的基础上，作者还给出了复合掺杂的物理模型，丰富了铁电体时效理论。
|
