在K(Ta,Nb) O3基无单晶中实现跨多域设计的高压电性能
Fulin Zhang1, Yingxu Zhu1, Songtao Fan1
1Advanced Materials Institute, Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences), Jinan 250014, China.
ACS applied materials & interfaces
|November 13, 2024
概括
无铁电晶体K{Ta1-Nb) O3 (KTN) 在沿着[011]c方向极化时表现出增强的压电特性. 域工程显著提高了压电和介电常数,提供了优化策略.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 晶体学 晶体学是指结晶学.
背景情况:
- 环境问题推动了对无压电材料的需求.
- 坦酸酸 (KTa1-NbO3,KTN) 是一个有前途的无铁电单晶.
- KTN 具有出色的压电特性,使其适合各种应用.
研究的目的:
- 为了提高KTN单晶的压电性能.
- 通过沿着[011]c方向的极化来研究域工程的影响.
- 为了确定KTN晶体的全矩阵参数和方向依赖.
主要方法:
- 沿着[011]c方向的KTN晶体的极化.
- 确定全矩阵参数 (压电,介电,弹性常数).
- 用于方向分析的张量矩阵转换技术.
- 极化光显微镜用于域结构分析.
主要成果:
- 沿着[011]c极化的KTN表现出显著增强的压电常数 (d33 = 156 pC/N,d15 = 155 pC/N) 和介电常数 (ε33 ∼ 2337).
- 压电,介电和弹性常数的最大值,以及机电联接系数,沿[011]c方向观察到.
- 发现铁电领域对增强的压电特性有显著的贡献.
- 分析揭示了KTN单晶中不同的域定向和大小.
结论:
- 沿着[011]c方向的极化是优化KTN单晶晶体压电性能的一个有效策略.
- 域工程在KTN中实现卓越的压电和介电性质方面发挥着至关重要的作用.
- 这项研究为开发高性能无压电材料提供了宝贵的见解和策略.
