(Ferroelectric鐵電材料篇二
ZT-4C鐵電性能綜合測試系統爲你解讀鐵電材料應用(yòng))
鐵電材料應用(yòng)
鐵電性: NVFRAM\FFET 介電性:大(dà)容量電容\可(kě)調諧微波器件\PTC熱(rè)敏元件 電光(guāng)效應:光(guāng)開關\光(guāng)波導\光(guāng)顯示器件 聲光(guāng)效應:聲光(guāng)偏轉器 光(guāng)折變效應:光(guāng)調制器件\光(guāng)信息存儲器件 非線性光(guāng)學效應:光(guāng)學倍頻(pín)(BBO\LBO)器件\參量振蕩\相共轭器件 壓電性:壓電傳感器\換能器\SAW\馬達 熱(rè)釋電效應:非緻冷(lěng)紅外焦平面陣列
一般認爲,鐵電體的(de)研究始于1920年,當年法國人(rén)發現了(le)羅息鹽酒石酸鉀鈉,場(chǎng)·的(de)特異的(de)介電性能,導緻了(le)“鐵電性”概念的(de)出現。迄今鐵電研究可(kě)大(dà)體分(fēn)爲四個(gè)階段’。*階段是1920-1939年,在這(zhè)一階段中發現了(le)兩種鐵電結構,即羅息鹽和(hé)系列。第二階段是1940-1958年,鐵電維象理(lǐ)論開始建立,并趨于成熟。第三階段是1959—1970年,這(zhè)是鐵電軟模理(lǐ)論出現和(hé)基本完善的(de)時(shí)期,稱爲軟模階段。第四階段是80年代至今,主要研究各種非均勻系統。到目前爲止,己發現的(de)鐵電晶體包括多(duō)晶體有一千多(duō)種。
從物(wù)理(lǐ)學的(de)角度來(lái)看,對(duì)鐵電研究起了(le)zui重要作用(yòng)的(de)有三種理(lǐ)論,即德文希爾(Devonshire)等的(de)熱(rè)力學理(lǐ)論,Slater的(de)模型理(lǐ)論,Cochran和(hé)Anderson的(de)軟模理(lǐ)論。鐵電體的(de)研究取得(de)不少新的(de)進展,其中zui重要的(de)有以下(xià)幾個(gè)方面。
1、*性原理(lǐ)的(de)計算(suàn)。現代能帶結構方法和(hé)高(gāo)速計算(suàn)機的(de)反展使得(de)對(duì)鐵電性起因的(de)研究變爲可(kě)能。通(tōng)過*性原理(lǐ)的(de)計算(suàn),對(duì)鐵疇和(hé)等鐵電體,得(de)出了(le)電子密度分(fēn)布,軟模位移和(hé)自發極化(huà)等重要結果,對(duì)闡明(míng)鐵電性的(de)微觀機制有重要作用(yòng)。
2、尺寸效應的(de)研究。随著(zhe)鐵電薄膜和(hé)鐵電超微粉的(de)發展,鐵電尺寸效應成爲一個(gè)迫切需要研究的(de)實際問題。人(rén)們從理(lǐ)論上預言了(le)自發極化(huà)、相變溫度和(hé)介電極化(huà)率等随尺寸變化(huà)的(de)規律,并計算(suàn)了(le)典型鐵電體的(de)鐵電臨界尺寸。這(zhè)些結果不但對(duì)集成鐵電器件和(hé)精細複合材料的(de)設計有指導作用(yòng),而且是鐵電理(lǐ)論在有限尺寸條件下(xià)的(de)發展。
3、鐵電液晶和(hé)鐵電聚合物(wù)的(de)基礎和(hé)應用(yòng)研究。1975年MEYER發現,由手性分(fēn)子組成的(de)傾斜的(de)層狀相‘相液晶具有鐵電性。在性能方面,鐵電液晶在電光(guāng)顯示和(hé)非線性光(guāng)學方面很有吸引力。電光(guāng)顯示基于極化(huà)反轉,其響應速度比普通(tōng)絲狀液晶快(kuài)幾個(gè)數量級。非線性光(guāng)學方面,其二次諧波發生效率已不低于常用(yòng)的(de)無機非線性光(guāng)學晶體。
聚合物(wù)的(de)鐵電性在年代末期得(de)到确證。雖然的(de)熱(rè)電性和(hé)壓電性早已被發現,但直到年代末才得(de)到論證,并且人(rén)們發現了(le)一些新的(de)鐵電聚合物(wù)。聚合物(wù)組分(fēn)繁多(duō),結構多(duō)樣化(huà),預期從中可(kě)發掘出更多(duō)的(de)鐵電體,從而擴展鐵電體物(wù)理(lǐ)學的(de)研究領域,并開發新的(de)應用(yòng)。
4、集成鐵電體的(de)研究。鐵電薄膜與半導體的(de)集成稱爲集成鐵電體,廣泛開展了(le)此類材料的(de)研究。鐵電存貯器的(de)基本形式是鐵電随機存取存貯器。早期以爲主要研究對(duì)象,直至年實現了(le)的(de)商業化(huà)。與五六十年代相比,當前的(de)材料和(hé)技術解決了(le)幾個(gè)重要問題。一是采用(yòng)薄膜,極化(huà)反轉電壓易于降低,可(kě)以和(hé)标準的(de)矽或電路集成;二是在提高(gāo)電滞回線矩形度的(de)同時(shí),在電路設計上采取措施,防止誤寫誤讀;三是疲勞特性大(dà)有改善,已制出多(duō)次反轉仍不顯示任何疲勞的(de)鐵電薄膜。
在存貯器上的(de)重大(dà)應用(yòng)己逐漸在鐵電薄膜上實現。與此同時(shí),鐵電薄膜的(de)應用(yòng)也(yě)不局限于存儲領域,還(hái)有鐵電場(chǎng)效應晶體管、鐵電動态随機存取存貯器等。除存貯器外,集成鐵電體還(hái)可(kě)用(yòng)于紅外探測與成像器件,超聲與聲表面波器件以及光(guāng)電子器件等。可(kě)以看出,集成薄膜器件的(de)應用(yòng)前景不可(kě)估量。
在鐵電物(wù)理(lǐ)學内,當前的(de)研究方向主要有兩個(gè)一是鐵電體的(de)低維特性,二是鐵電體的(de)調制結構。鐵電體低維特性的(de)研究是應對(duì)薄膜鐵電元件的(de)要求,隻有在薄膜等低維系統中,尺寸效應才變得(de)不可(kě)忽略腳一。極化(huà)在表面處的(de)不均勻分(fēn)布将産生退極化(huà)場(chǎng),對(duì)整個(gè)系統的(de)極化(huà)狀态産生影(yǐng)響。表面區(qū)域内偶極相互作用(yòng)與體内不同,将導緻居裏溫度随膜厚而變化(huà)。薄膜中還(hái)不可(kě)避免地有界面效應,薄膜厚度變化(huà)時(shí),矯頑場(chǎng)、電容率和(hé)自發極化(huà)都随之變化(huà),需要探明(míng)其變化(huà)規律并加以解釋。
鐵電超微粉的(de)研究也(yě)逐漸升溫。在這(zhè)種三維尺寸都有限的(de)系統中,塊體材料的(de)導緻鐵電相變的(de)布裏淵區(qū)中心振模可(kě)能無法維持,也(yě)許全部聲子色散關系都要改變。庫侖作用(yòng)将随尺寸減小而減弱,當它不能平衡短程力的(de)作用(yòng)時(shí),鐵電有序将不能建立。
ZT-4C型鐵電性能綜合測試系統
ZT-4C型鐵電性能綜合測試系統是一代鐵電材料參數測試儀适用(yòng)于鐵電薄膜、鐵電體材料(既可(kě)塊體材料)的(de)電性能測量,可(kě)測量鐵電薄膜電滞回線、I—V特性及開關特性,可(kě)地測出具有非對(duì)稱電滞回線鐵電薄膜的(de)Pr值。可(kě)測鐵電體材料的(de)電滞回線及I—V特性。
前言:鐵電材料具有良好的(de)鐵電性、壓電性、熱(rè)釋電性以及非線性光(guāng)學等特性, 是當前高(gāo)新技術材料中非常活躍的(de)研究領域之一,其研究熱(rè)點正向實用(yòng)化(huà)發展。
背景:高(gāo)性能的(de)鐵電材料是一類具有廣泛應用(yòng)前景的(de)功能材料,從目前的(de)研究現狀來(lái)看,對(duì)于具有高(gāo)性能的(de)鐵電材料的(de)研究和(hé)開發應用(yòng)仍然處于發展階段.研究者們選用(yòng)不同的(de)鐵電材料進行研究,并不斷探索制備工藝,隻是到目前爲止對(duì)于鐵電材料的(de)一些性能的(de)研究還(hái)沒有達到令人(rén)滿意的(de)地步.比如,用(yòng)于制備鐵電複合材料的(de)陶瓷粉體和(hé)聚合物(wù)的(de)種類還(hái)很單一,對(duì)其複合界面的(de)理(lǐ)論研究也(yě)剛剛開始,鐵電記憶器件抗疲勞特性的(de)研究還(hái)有待發展。
一、産品介紹:
ZT-4C型鐵電性能綜合測試系統是一代鐵電材料參數測試儀适用(yòng)于鐵電薄膜、鐵電體材料(既可(kě)塊體材料)的(de)電性能測量,可(kě)測量鐵電薄膜電滞回線、I—V特性及開關特性,可(kě)地測出具有非對(duì)稱電滞回線鐵電薄膜的(de)Pr值。可(kě)測鐵電體材料的(de)電滞回線及I—V特性。
主要技術指标:
1.輸出信号電壓:薄膜:0~±10V ,精度:±1mV;陶瓷材料:0~±2200V,精度:±1V。
2.輸出信号頻(pín)率:薄膜材料0~2kHz,精度:±1Hz;壓電陶瓷:1HZ, 精度:±0.01Hz。
3.電容範圍:1000nf~ 100nf, 精度: ≤1%。
4.電流範圍: 1nA~10A ,精度: ≤1%。
5.測試用(yòng)信号源:計算(suàn)機控制正弦波、三角波、間歇三角波、梯形波。
6.電流放大(dà)器:計算(suàn)機控制,1、2、5倍。
7.信号放大(dà)器:計算(suàn)機控制,1、2、5、10、15倍。8
8.數據結口:USB或BNC接口。
9. 數據采集分(fēn)析軟件: 能畫(huà)出鐵電薄膜的(de)電滞回線,定量得(de)到鐵電薄膜材料的(de)飽和(hé)極化(huà)Ps、剩餘極化(huà)Pr、矯頑場(chǎng)Ec、漏電流等參數;可(kě)以進行鐵電薄膜材料的(de)鐵電疲勞性能、鐵電保持性能的(de)測試,電阻測量,漏電流測量。