钛酸铅纳米线的电输运性能及热膨胀性能研究

发布时间：2024-03-31 09:09

　　作为一种典型的钙钛矿材料,钛酸铅(PbTi03)及其改性材料由于具有良好的压电性、铁电性等从而被广泛用于铁电非挥发性存储器(FeRAM)、压力传感器、高频压电滤波器等。近年来,伴随着微机电系统(MEMS)的迅速发展,对铁电材料的小型化提出更迫切的要求,特别是一维钙钛矿铁电材料。本文首先介绍了一维钙钛矿相氧化物的研究现状、结构特性及制备方法;在此基础上,研究了介孔在PbTi03纳米线中引入界面而对其电输运性能和热膨胀性能造成的影响。利用高分辨透射电镜(HRTEM)、球差校正扫描透射电镜(Aberration-corrected STEM)、电子能量损失谱(EELS)、原位电学样品杆(in-situ Electrical holder)、原位冷冻样品杆(Gatan 671)等设备和表征方法对所制备的钕酸铅纳米线进行了微结构表征和性能研究。主要的研究内容及成果如下:(1)通过水热法合成了单晶介孔PbTi03纳米线,这种纳米线沿着c轴方向生长。纳米线的直径在50-300nm,长度在3-15μm的范围内,且表现出良好的铁电性。PbTi03纳米线中介孔大小可通过时间调制,并且发现具有分散小孔的Pb...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１钛酸钡晶胞的（ａ）立方相、顺电相和（ｂ和ｃ）四方相、铁电相的晶格单元

?妈钛矿结构（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ?ｔｙｐｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）氧化物由地质学家Ｇｕｓｔａｖ?Ｒｏｓｅ发现。??这种结构的氧化物具有简单立方晶格，分子通式可写为ＡＢ〇３，结构如图１．１所??Ｖ??黑?ｃ?ｏ?展?ｃ??ｖ?Ｖ／??图１．１钛酸钡晶胞的（ａ）立方相、顺电相和（ｂ和....

图１．３铁电体电滞回线图??Ｆｉｇｕｒｅｌ．３?Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ?ｄｉａｇｒａｍ??

通过示波器可以直接观察到铁电体的电滞回线。电滞回线通常是由于铁电体??的极化强度滞后于电场强度造成的，表现为同一电压下材料具有不同的极化强度。??如图１．３所示，当电场从０点开始增加，铁电体的极化强度随之增加，自发极化??与电场同向的电畴扩大，反之则电畴变小；当电场强度Ｅ增大到使....

图１．４铁电疲劳前后电滞回线示意图??

家们在研究ＢａＴｉＣｈ晶体电性能时首次发现极化疲劳现象，随后引起科研人员广??泛关注。在外加交流电场中，铁电材料中的铁电畴会随交流电场而发生周期性的??极化反转，然而大多数铁电材料的剩余极化都随循环次数的增大减小（如图１．４??所示），这被称为铁电体的疲劳。??Ｐ??｜?ｂｅｆｏ....

图１．５铁电相变温度Ｔｃ与ＢａＴｉ０３纳米线直径的函数关系

ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?Ｊ４３］??铁电相变温度（居里温度，Ｔｃ）随着纳米线直径（ｄｎｗ）的减小而降低，这是按照ｌ／ｄｎｗ??的比例变化的（如图１．５）。Ｔｃ低于室温时的直径约为３纳米，数据外推表明，直??径ｄｎｗ小至０．８纳米的纳米线可以在较低温度下仍具有铁电性。［４３］他们还提....

本文编号：3943777