三方弛豫铁电单晶的热释电性能及尺寸效应研究
发布时间：2020-12-11 22:06
以热释电材料为灵敏元的热释电红外探测器因具有光谱响应范围宽、无需制冷、响应较快、成本低、结构简单、体小质轻、隐蔽性好、抗干扰力强等特点,在军用、民用等领域得到广泛的应用。目前,对高性能热释电红外探测器的需求日益凸显。发展高性能、高稳定性的热释电材料对提升器件性能具有重要意义,同时,通过降低热释电材料的厚度,降低其热容量,可提升探测器的响应率和探测率。为了进一步促进热释电探测器性能的发展,本论文研究了三方[111]取向Mn‐PIMNT（36/36/28）单晶的热释电性能、优值因子、温度稳定性和热稳定性;研究了三方[111]取向PMNT（72/28）单晶热释电性能的厚度尺寸效应。主要研究内容及结果如下:研究了Mn‐PIMNT（36/36/28）的晶体结构、热电性能和热稳定性。拉曼光谱和介电性能的温度依赖性表明单晶在室温下呈三方相（R）结构,在130℃和175℃分别发生R→四方（T）和铁电体T向顺电立方（C）相变。在室温和频率f=100Hz下,单晶介电损耗正切值为tanδ=0.0003,相对介电常数为εr=505,剩余极化强度为Pr=38μC cm-2,矫顽场为EC=12 kv cm-1。P...
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
红外探测系统组成部分
上海师范大学硕士学位论文第1章绪论第1页第1章绪论1.1引言红外探测技术因具有结构简单、体积孝质量轻、分辨率高、隐蔽性好、抗干扰能力强、透雾能力强、可昼夜工作等特点而被广泛应用在国防、军事、民用、医疗、航天、科研等领域[1-11]。红外探测系统（如图1-1）把接收到的辐射能量转换成电信号后放大显示，以实现对目标特征的测量以及对目标方位的探测。图1-1红外探测系统组成部分按工作性质红外探测系统可大致分为测量装置、成像装置、跟踪装置和搜索装置四类（如图1-2）[12]：1.测量装置：用于辐射通量测量、景物温度测量、目标方位的测定以及光谱分析等。具体的仪器有辐射计、测温仪、方位仪以及光谱仪等。在目标探测、遥感、非接触温度测量、化学分析等方面广泛应用。图1-2红外探测系统按工作性质分类及相关典型应用2.成像装置：用于观察景物图像及分析景物特性。具体的仪器有热像仪、热
第1章绪论上海师范大学硕士学位论文第2页图检验仪、卫星红外遥感装置等。在目标观测、气象观测、农作物检测、矿产资源勘探、电子线路在线检测、军事侦察等方面广泛应用。3.跟踪装置：用于对运动目标进行跟踪、测量及监控。具体的仪器有导弹红外导引头、机载红外前视装置、红外跟踪仪等。在导弹制导、火力控制、入侵防御、交通监控、天文测量等方面广泛应用。4.搜索装置：用于在大视场范围搜寻红外目标。具体仪器有森林探火仪、红外报警器等，在森林防火、入侵检测等方面广泛应用。红外探测系统的核心是红外探测器。依照光辐射与物质相互作用原理的不同，红外探测器分为光敏型和热敏型探测器。基于光电效应的光量子探测器和基于热电效应的热电探测器一直是红外探测技术的两大支柱。与光量子红外探测器件相比，热释电红外探测及焦平面列阵器件（PIR）具有宽光谱响应，在室温下工作、无需致冷，结构紧凑，便于携带，制作及使用方便，稳定可靠，坚实耐用，价格低廉等诸多优点；这正好补偿了光量子探测器及其红外焦平面列阵只对某个波段范围响应，必须配备致冷设备，价格昂贵，成本高，难以实现系统进一步小型化和大批量应用等不足之处。另一方面，与热电堆、热敏电阻探测器相比，热释电探测器频率响应范围宽，可克服比探测率与响应时间的制约关系，从而同时获得高的比探测率（D*）和快得响应，如图1-3所示。因此，发展PIR对国防与国民建设具有重要意义。图1-3红外探测器分类及热释电红外探测器的特点PIR是基于热释电材料的热释电效应设计的，其性能与材料特性、器件结构、制备工艺以及前置放大器有密切的关系（如图1-4）。研究PIR的核心元件
【参考文献】：
期刊论文
[1]红外热像检测技术的发展和研究现状[J]. 吕事桂,刘学业. 红外技术. 2018(03)
[2]新型热释电材料性能及其在红外探测器中的应用[J]. 李龙,许晴,赵祥永,罗豪甦. 硅酸盐学报. 2014(04)
[3]红外探测技术的发展及应用[J]. 吕立波. 中国公共安全(市场版). 2007(06)
[4]红外探测技术的发展[J]. 林武文,徐锦,徐世录. 激光与红外. 2006(09)
[5]近红外光谱检测技术在农业和食品分析上的应用[J]. 王多加,周向阳,金同铭,胡祥娜,钟娇娥,吴启堂. 光谱学与光谱分析. 2004(04)
[6]红外探测系统在反巡航导弹中的应用[J]. 李熙莹,倪国强,蔡娜. 激光与红外. 2003(01)
[7]非致冷红外焦平面阵列用探测材料[J]. 刘世建,徐重阳,曾祥斌. 信息记录材料. 2003(01)
[8]红外探测器在武器系统中的应用[J]. 白洪斌. 航空兵器. 2001(03)
[9]红外线灯泡光谱辐射特性的研究[J]. 王俊德,陈作如,顾炳和,罗蕴华,王天舒. 光谱学与光谱分析. 1999(02)
[10]新型压电材料—弛豫铁电体单晶的研究[J]. 罗豪■,沈关顺,王评初,乐秀宏,殷之文. 无机材料学报. 1997(05)
本文编号：2911302
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
红外探测系统组成部分
上海师范大学硕士学位论文第1章绪论第1页第1章绪论1.1引言红外探测技术因具有结构简单、体积孝质量轻、分辨率高、隐蔽性好、抗干扰能力强、透雾能力强、可昼夜工作等特点而被广泛应用在国防、军事、民用、医疗、航天、科研等领域[1-11]。红外探测系统（如图1-1）把接收到的辐射能量转换成电信号后放大显示，以实现对目标特征的测量以及对目标方位的探测。图1-1红外探测系统组成部分按工作性质红外探测系统可大致分为测量装置、成像装置、跟踪装置和搜索装置四类（如图1-2）[12]：1.测量装置：用于辐射通量测量、景物温度测量、目标方位的测定以及光谱分析等。具体的仪器有辐射计、测温仪、方位仪以及光谱仪等。在目标探测、遥感、非接触温度测量、化学分析等方面广泛应用。图1-2红外探测系统按工作性质分类及相关典型应用2.成像装置：用于观察景物图像及分析景物特性。具体的仪器有热像仪、热
第1章绪论上海师范大学硕士学位论文第2页图检验仪、卫星红外遥感装置等。在目标观测、气象观测、农作物检测、矿产资源勘探、电子线路在线检测、军事侦察等方面广泛应用。3.跟踪装置：用于对运动目标进行跟踪、测量及监控。具体的仪器有导弹红外导引头、机载红外前视装置、红外跟踪仪等。在导弹制导、火力控制、入侵防御、交通监控、天文测量等方面广泛应用。4.搜索装置：用于在大视场范围搜寻红外目标。具体仪器有森林探火仪、红外报警器等，在森林防火、入侵检测等方面广泛应用。红外探测系统的核心是红外探测器。依照光辐射与物质相互作用原理的不同，红外探测器分为光敏型和热敏型探测器。基于光电效应的光量子探测器和基于热电效应的热电探测器一直是红外探测技术的两大支柱。与光量子红外探测器件相比，热释电红外探测及焦平面列阵器件（PIR）具有宽光谱响应，在室温下工作、无需致冷，结构紧凑，便于携带，制作及使用方便，稳定可靠，坚实耐用，价格低廉等诸多优点；这正好补偿了光量子探测器及其红外焦平面列阵只对某个波段范围响应，必须配备致冷设备，价格昂贵，成本高，难以实现系统进一步小型化和大批量应用等不足之处。另一方面，与热电堆、热敏电阻探测器相比，热释电探测器频率响应范围宽，可克服比探测率与响应时间的制约关系，从而同时获得高的比探测率（D*）和快得响应，如图1-3所示。因此，发展PIR对国防与国民建设具有重要意义。图1-3红外探测器分类及热释电红外探测器的特点PIR是基于热释电材料的热释电效应设计的，其性能与材料特性、器件结构、制备工艺以及前置放大器有密切的关系（如图1-4）。研究PIR的核心元件
【参考文献】：
期刊论文
[1]红外热像检测技术的发展和研究现状[J]. 吕事桂,刘学业. 红外技术. 2018(03)
[2]新型热释电材料性能及其在红外探测器中的应用[J]. 李龙,许晴,赵祥永,罗豪甦. 硅酸盐学报. 2014(04)
[3]红外探测技术的发展及应用[J]. 吕立波. 中国公共安全(市场版). 2007(06)
[4]红外探测技术的发展[J]. 林武文,徐锦,徐世录. 激光与红外. 2006(09)
[5]近红外光谱检测技术在农业和食品分析上的应用[J]. 王多加,周向阳,金同铭,胡祥娜,钟娇娥,吴启堂. 光谱学与光谱分析. 2004(04)
[6]红外探测系统在反巡航导弹中的应用[J]. 李熙莹,倪国强,蔡娜. 激光与红外. 2003(01)
[7]非致冷红外焦平面阵列用探测材料[J]. 刘世建,徐重阳,曾祥斌. 信息记录材料. 2003(01)
[8]红外探测器在武器系统中的应用[J]. 白洪斌. 航空兵器. 2001(03)
[9]红外线灯泡光谱辐射特性的研究[J]. 王俊德,陈作如,顾炳和,罗蕴华,王天舒. 光谱学与光谱分析. 1999(02)
[10]新型压电材料—弛豫铁电体单晶的研究[J]. 罗豪■,沈关顺,王评初,乐秀宏,殷之文. 无机材料学报. 1997(05)
本文编号：2911302
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