欢迎访问北京华测试验仪器有限公司网站

返回首页|联系我们

全国统一服务热线:

13911821020
技术文章您当前的位置:首页 > 技术文章 > 什么是铁电畴?

什么是铁电畴?

日期:2020-07-16浏览:275次

  为什么铁电体会有电滞回线?主要是因为铁电体是由铁电畴组成的。理想单畴铁电单晶体中,晶体内部所有区域的自发极化P全部指向同一方向,整个晶体将在内外部空间建立起电场。那么周围空间将储存相当大的静电能量,从能量角度来看,这种状态是不稳定的。因此,晶体中铁电相的自发极化总是会分裂成一系列极化方向不同的小区域,其自发极化在外部空间建立的电场互相抵消,因而,整个单晶对外不呈现电场。事实上,铁电晶体中的铁电相通常是由自发极化方向不同的区域按一定规律排列组成的,这些自发极化相同的小区域便称为电畴。分隔电畴的界面称为畴壁。如果相邻畴的极化方向相差90°,则称为90°畴,其间的畴壁称为90°畴壁。如果相邻畴的极化方向相差180°,则称为180°畴,其畴壁为180畴壁。畴壁的厚度很薄,仅有几个晶胞的尺寸。铁电体通常是多电畴体,在外加高电场下极化反转或重新定向过程是通过畴壁移动和新畴壁的产生及运动来完成的。
 
  在铁电体中,电畴是不会任意取向的,只能沿某几个特定的晶向取向。每种铁电体中铁电相的畴结构中自发极化允许的取向取决于该铁电体中原型相的对称性,即在铁电体原型结构中与铁电体极化轴等效的轴向。如BaTiO3在室温下的四方结构4mm点群,其自发极化轴为Z轴[001]或[001(-)]方向,而其非铁电相的原型为立方结构m3m。在m3m点群中与[001] 晶向等效的尚有[010]、[01(-)0],和[100]、[1(-)00],方向。这些晶向在四方结构的BaTiO3,铁电体的畴结构中,也是其自发极化的可能取向。
 
  铁电晶体的畴结构,还受晶体自发应变的制约。由于在一切固体介质中均普遍存在电致伸缩效应,随着自发极化出现,晶体沿自发极化的方向伸长,并在垂直于自发极化的方向收缩。由于这种应变同样是在无外场和外应力时出现的,因此被称为自发应变。显然,在铁电晶体中,电畴壁区域内将会出现强的局部内应力。
 
  考虑铁电体的畴结构中自发极化方向和自发应变两个因素。在钙钛矿型的四方晶相铁电体中,可以同时存在180°畴和90°畴外,还存在60°,而在三方相中除有180°畴外,还有70°畴和109°畴。图中给出了钛酸钡晶体中相邻电畴的自发极化方向为90°和180°两种较简单的电畴结构示意图。通常,相邻电畴的自发极化方向总是首尾衔接的,特殊情况下出现首位对接的电畴。对于多晶铁电体,由于各晶粒间晶轴取向的完全任意性,因此,就整个多晶体而言,不同电畴中自发极化的相对取向之间没有任何规律性。

上一篇:静电计是如何达到测量电压的?

下一篇:铁电体的特性

在线客服 联系方式 二维码

服务热线

010-86460119

扫一扫,关注我们