在无压电器中建立压电反应与氧气空缺之间的关系
Deqing Tai1, Xuan Zhao1, Ting Zheng1
1College of Materials Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610064, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|July 19, 2023
概括
无BiFeO3-BaTiO3压陶中的氧气空缺会影响压电性能. 较高的空位增加了应变,但恶化了老化,而较低的空位提高了压电性,但减少了应变,需要对高温应用进行仔细控制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 无BiFeO3-BaTiO3 (BF-BT) 压陶对于高温压电传感器至关重要,因为它们具有高基里温度和压电特性.
- 氧气空隙显著影响这些陶的电流和压电特性,对每一种都有复杂而有时是相反的效应.
- 关联氧空位度与BF基陶中这些性质变异的潜在物理机制仍未得到充分探索.
研究的目的:
- 研究不同氧气空位度对BF-BT陶的压电和电流性能的影响.
- 阐明导致氧空缺所观察到的属性差异的物理机制.
- 了解氧气空缺,域动态和材料老化行为之间的关系.
主要方法:
- 设计和制造两种BF-BT陶样本,其中氧气空隙度不同.
- 雷利分析的应用来描述域切换行为.
- 使用铁电缩放的热和电场诱导域响应的研究.
- 综合宏观和微观结构的表征.
主要成果:
- 氧空位度显著影响BF-BT陶中的过渡性压电反应和老化过程.
- 增加的氧气空缺增强了电网扭曲和电场/热场下的域切换/墙壁运动的可逆压电反应.
- 较高的氧气空位度导致衰老行为恶化和整体压电性能恶化.
- 极化和和缺陷定被确定为增强菌株温度稳定的机制.
结论:
- 氧空位度是控制BF-BT陶中压电特性和电流之间的权衡的关键因素.
- 虽然增加氧气空缺可以提高域移动性和应变,但它会对衰老产生负面影响,这对传感器可靠性至关重要.
- 诸如极化和和缺陷结等策略对于改善这些无压陶中应变的温度稳定性至关重要.
