铁电物理学

目录

摘要 0

1 电介质的极化 0

1.1 电介质的极化机制 0

1.2 克劳修斯－莫索提公式 (1)

1.3 极化弛豫 (1)

1.4 自发极化 (1)

1.5 极化灾变 (2)

2 铁电材料 (2)

2.1 概述 (2)

2.2 基本性质 (3)

2.3 研究进展 (4)

3 铁电性 (6)

3.1 自发极化 (6)

3.2 电畴 (7)

3.3 电滞回线 (7)

3.4 铁电体的介电常数 (8)

3.5 压电性 (8)

3.6 晶体结构和铁电体的分类 (9)

3.7铁电相变 (9)

3.8 反铁电性 (10)

3.9 铁电性的应用 (10)

浅谈铁电性

[摘要] 本文主要由三个部分组成。第一个部分主要阐述了电介质的极化，其中包括了电介质的极化机制、克劳修斯－莫索提公式、极化弛豫和极化灾变等方面。第二个部分主要介绍铁电材料。最后一个部分对铁电性进行论述，其中包括自发极化、电畴、电滞回线、铁电体的介电常数、压电性和晶体结构和铁电体的分类等方面。

1 电介质的极化

外电场作用下，电介质显示电性的现象。在电场的影响下，物质中含有可移动宏观距离的电荷叫做自由电荷；如果电荷被紧密地束缚在局域位置上，不能作宏观距离移动，只能在原子范围内活动，这种电荷叫做束缚电荷。理想的绝缘介质内部没有自由电荷，实际的电介质内部总是存在少量自由电荷，它们是造成电介质漏电的原因。

一般情形下，未经电场作用的电介质内部的正负束缚电荷平均说来处处抵消，宏观上并不显示电性。在外电场的作用下，束缚电荷的局部移动导致宏观上显示出电性,在电介质的表面和内部不均匀的地方出现电荷,这种现象称为极化，出现的电荷称为极化电荷。这些极化电荷改变原来的电场。充满电介质的电容器比真空电容器的电容大就是由于电介质的极化作用。

1.1 电介质的极化机制

①电子极化，是在电场作用下原子核与负电子云之间相对位移，它们的等效中心不再重合而分开一定的距离l形成电偶极矩p e＝el(l由负电中心指向正电中心,e是电荷量,见电偶极子)。当电场不太强时,电偶极矩p e同有效电场成正比,p e=αe E ,式中αe称为电子极化率。②离子极化又称为原子极化，是在正负离子组成的物质中异极性离子沿电场向相反方向位移形成电偶极矩p a。p a与有效电场成正比,p a=αa E，αa称为离子极化率，这两种极化都同温度无关。③固有电矩的取向极化，某些电介质分子由于结构上的不对称性而具有固有电矩p。在无外电场时，由于热运动,这些分子的取向完全是无规的，电介质在宏观上不显示电性。在外电场的作用下，每个分子的电矩受到电场的力矩作用,趋于同外场平行,即趋于有序化；另一方面热运动使电矩趋于无序化。在一定的温度和一定的外电场下，两者达到平衡。固有电矩的取向极化也可以引入取向极化率αd描述,当电场强度不太大而温度不太低时,，k是玻耳兹曼常数，T是热力学温度。这种极化同温度的关系密切。④界面极化，由于电介质组分的不均

压电和铁电材料

7.4 热电、压电和铁电材料 根据固体材料对外电场作用的响应方式不同，我们可以把它们分成两类。一类是导电材料，即超导体、导体、半导体和绝缘体，它们是以传导方式传递外界电场的作用和影响（可以是电子传导、空穴传导和离子传导）。另一类固体材料则是以感应方式来传递外界电场的作用和影响，这类材料叫做介电材料或电介质材料。 电介质材料置于外电场作用下，电介质内部就会出现电极化，原来不带电的电介质，其内部和表面将受感应而产生一定的电荷。电极化可以用极化强度P 表示（单位体积内感应的偶极矩），这种电极化可以分为电子极化、离子极化和取向极化。有一类电介质即使无外电场的作用其内部也会出现极化，这种极化称为自发极化，它可用矢量来描述。由于这种自发极化的出现，在晶体中形成了一个特殊的方向，具有这种特殊结构的电介质，每个晶胞中原子的构型使正负电荷重心沿这个特殊方向发生相对位移，形成电偶极矩，使整个晶体在该方向上呈现了极性，一端为正，一端为负，这个特殊方向称为特殊极性方向，在晶体学中通常称为极轴。而具有特殊极性方向的电介质称为极性电介质。 晶体的许多性质，诸如介电、压电、热电和铁电性，以及与之相关的电致伸缩性质、非线性光学性质、电光性质、声光性质、光折变性质等，都是与其电极化性质相关的。晶体在外电场作用下，引起电介质产生电极化的现象，称为晶体的介电性。 7.4.1热电材料 1. 热电效应 (1) 塞贝克(Seebeck)效应 当两种不同金属接触时，它们之间会产生接触电位差。如果两种不同金属形成一个回路时，两个接头的温度不同，则由于该两接头的接触电位不同，电路中会存在一个电动势，因而有电流通过。电流与热流之间有交互作用存在，其温度梯度不但可以产生热流，还可以产生电流，这是一种热电效应，称为塞贝克效应，其所形成的电动势，称为塞贝克电动势。塞贝克电动势的大小既与材料有关，也是温度差的函数。在温度差?T较小时，塞贝克电动势E AB与温度差呈线性关系，即E AB=S AB?T，式中S AB为材料A和B的相对塞贝克系数。通常规定，在热端的电

铁电物理学

目录 摘要 0 1 电介质的极化 0 1.1 电介质的极化机制 0 1.2 克劳修斯－莫索提公式 (1) 1.3 极化弛豫 (1) 1.4 自发极化 (1) 1.5 极化灾变 (2) 2 铁电材料 (2) 2.1 概述 (2) 2.2 基本性质 (3) 2.3 研究进展 (4) 3 铁电性 (6) 3.1 自发极化 (6) 3.2 电畴 (7) 3.3 电滞回线 (7) 3.4 铁电体的介电常数 (8) 3.5 压电性 (8) 3.6 晶体结构和铁电体的分类 (9) 3.7铁电相变 (9) 3.8 反铁电性 (10) 3.9 铁电性的应用 (10)

浅谈铁电性 [摘要] 本文主要由三个部分组成。第一个部分主要阐述了电介质的极化，其中包括了电介质的极化机制、克劳修斯－莫索提公式、极化弛豫和极化灾变等方面。第二个部分主要介绍铁电材料。最后一个部分对铁电性进行论述，其中包括自发极化、电畴、电滞回线、铁电体的介电常数、压电性和晶体结构和铁电体的分类等方面。 1 电介质的极化 外电场作用下，电介质显示电性的现象。在电场的影响下，物质中含有可移动宏观距离的电荷叫做自由电荷；如果电荷被紧密地束缚在局域位置上，不能作宏观距离移动，只能在原子范围内活动，这种电荷叫做束缚电荷。理想的绝缘介质内部没有自由电荷，实际的电介质内部总是存在少量自由电荷，它们是造成电介质漏电的原因。 一般情形下，未经电场作用的电介质内部的正负束缚电荷平均说来处处抵消，宏观上并不显示电性。在外电场的作用下，束缚电荷的局部移动导致宏观上显示出电性,在电介质的表面和内部不均匀的地方出现电荷,这种现象称为极化，出现的电荷称为极化电荷。这些极化电荷改变原来的电场。充满电介质的电容器比真空电容器的电容大就是由于电介质的极化作用。 1.1 电介质的极化机制 ①电子极化，是在电场作用下原子核与负电子云之间相对位移，它们的等效中心不再重合而分开一定的距离l形成电偶极矩p e＝el(l由负电中心指向正电中心,e是电荷量,见电偶极子)。当电场不太强时,电偶极矩p e同有效电场成正比,p e=αe E ,式中αe称为电子极化率。②离子极化又称为原子极化，是在正负离子组成的物质中异极性离子沿电场向相反方向位移形成电偶极矩p a。p a与有效电场成正比,p a=αa E，αa称为离子极化率，这两种极化都同温度无关。③固有电矩的取向极化，某些电介质分子由于结构上的不对称性而具有固有电矩p。在无外电场时，由于热运动,这些分子的取向完全是无规的，电介质在宏观上不显示电性。在外电场的作用下，每个分子的电矩受到电场的力矩作用,趋于同外场平行,即趋于有序化；另一方面热运动使电矩趋于无序化。在一定的温度和一定的外电场下，两者达到平衡。固有电矩的取向极化也可以引入取向极化率αd描述,当电场强度不太大而温度不太低时,，k是玻耳兹曼常数，T是热力学温度。这种极化同温度的关系密切。④界面极化，由于电介质组分的不均

铁电材料性能研究

●总的看来，与其它各类阴极相比，铁电阴极具有自身独特的技术优势： (1) 铁电阴极可在常温下实现激励且伴生有空间电荷平衡的等离子体环 境，使得电子束具有非常小的发散角度和较高的束亮度，所以铁电 阴极又常称作铁电冷阴极(ferroelectric cold cathode)； (2) 通过阴极表面覆盖金属膜形状的设计，容易产生不同的束截面形状； (3) 铁电材料不怕“中毒”，因而对真空环境要求不苛刻； (4) 铁电材料价格低廉，易于制作，结构紧凑，坚固可靠； (5) 铁电冷阴极材料是绝缘体，功函数较低，因而可在较低的萃取电场 作用下实现电子发射；(6) 铁电体的快极化反转理论上可产生5 210 A/cm 量级的最大电流密度，远远超过了热电子阴极和激光照射的光电阴极电子源。 (7) 发射电子能量高 由周期性的自发极化反转产生的铁电体电子发射可用于新型的平面显示器。电子发射出现于电极形状决定的极化区域。因此，铁电显示器可做成投射型显示器，即通过投射转换把整幅图像一次性转换成电信号，而这对于一般场电子发射显示系统是不可能的。铁电陶瓷平板显示技术与其他一些平板显示技术相比,具有许多优点。铁电陶瓷板和铁电薄膜制备工艺较为简单,成本较低,可有效降低平板显示器的制造成本。同时可以根据需要制作出各种尺寸和形状的陶瓷板或薄膜,易于制作出大尺寸的平板显示器,满足市场的需要。现代陶瓷制备技术和薄膜制备技术可以保证制造出高度均匀的铁电陶瓷板和铁电薄膜,使得其在铁电发射时能均匀地发射电子,保证显示器亮度的均匀性。用铁电陶瓷或薄膜代替场致发射显示器中的微尖端场发射阵列,可以避免因微尖端场发射阵列制备不均匀而带来的显示器亮度不均问题。 ●铁电阴极发射的机理主要有两种： 1、快速极化反转引起的电子发射 这种理论认为铁电材料具有自发极化强度 P，在平衡状态下，这种自发极化被表面电荷屏蔽。当施加外电场，机械压力，或者温度发生变化，都会导致 P 的反转，这时铁电材料表面原来的屏蔽电荷就会转变为非补偿性电荷，这种非补偿性

弛豫性铁电压电单晶体

弛豫性铁电压电单晶体 压电网万学华整理waxeh@https://www.wendangku.net/doc/1f4065147.html, 近年来，在新型压电晶体的研究中，弛豫性铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅[（1-x） Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-x PbTiO3,简记为（PMNT）]和铌锌酸铅钛酸铅[（1-x）PB(Zn1/3Nb2/3)O3-x PbTiO3,简记为PZNT]以其优良的压电性能而令世人注目，1997年Park和Shrout报道，利用熔盐法成功制备了高质量的PZNT单晶，并报道了各种切型的PZNT单晶晶片介电，压电和铁电性能。如组分为0.92PZN-0.08PT的晶体，沿（001）方向的压电常数d33高达2500pC/N,为PZT材料的3～6倍；压电耦合系数K33为0.94，是现有压电材料中最高的。世界著名杂志Science评论说，这类材料将是新一代高效能超声换能器和高性能微位移器和微驱动器的理想材料，可以预期，在21世纪初叶，对弛豫性铁电单晶的理论和应用研究将会取得更大的进展。 1．弛豫铁电体 含铅弛豫钙钛矿型铁电体是ABO3型钙钛矿型化合物的一个重要分支，其化学通式为 Pb(B1,B2)O3，其中B1为低电价，大半径阳离子，如Zn2+,Ni2+,Mg2+,Fe3+,Sc3+等，B2为高电价，小半径阳离子，如Ta5+,Nb5+,W6+等，通过B位不同离子的复合，可得到一系列具有重要应用的复合钙钛矿型结构固溶体。前苏联学者Smolensky等人于20世纪50年代末首次合成的复合钙钛矿结构铌镁酸铅[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PZN),Pb(Sc1/2Nb1/2)O3(PSN),Pb(Ni1/3Nb2/3)O3(PMN)等系列的固溶体，均具有与PMN类似的介电特性，后来，人们将PMN类材料称为弛豫铁电体（relaxor ferroelectrics,简称RFE），而将BaTiO3等铁电体称为普通铁电体或正常铁电体。迄今为止，研究最多和应用较广的弛豫铁电体主要是各类铅系复合钙钛矿结构的Pb(B1B2)O3系列材料，最具有代表性的有 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PMN),铌锌酸铅Pb(Zn1/3Nb2/3)O3(PZN)和钽钪酸铅Pb(Sc1/2Ta1/2)O3(PST)等。 与普通铁电体相比，弛豫铁电体有两个最基本的介电特性：1.弥散相变（diffuse phase transition, 简称DPT）：即从铁电到顺电的相变是一个渐变过程，没有一个确定的居里温度T c，通常将其介电常数最大值所对应的温度T m作为一个特征温度，在转变温度T m以上仍然存在较大的自发极化强度；2.频率色散：即在T m温度以下，随着频率增加，介电常数下降，损耗增加，介电峰和损耗峰向高温方向移动。 普通铁电体与弛豫铁电体介电特性的主要区别在介电温度特性，介电频率特性，自发极化强度三个方面，见表1。 由于弛豫性铁电体具有很高的介电常数，相对低的烧结温度和由“弥散相变”得出的较抵容温变化率，大的电致伸缩系数和几乎无滞后的特点，使其在多层陶瓷电容器急新型电致伸缩器

铁电性能综合测试概要

铁电薄膜的铁电性能测量 引言 铁电体是这样一类晶体:在一定温度范围内存在自发极化,自发极化具有两个或多个可能的取向,其取向可能随电场而转向.铁电体并不含“铁”,只是它与铁磁体具有磁滞回线相类似，具有电滞回线，因而称为铁电体。在某一温度以上，它为顺电相，无铁电性，其介电常数服从居里-外斯（Curit-Weiss）定律。铁电相与顺电相之间的转变通常称为铁电相变，该温度称为居里温度或居里点Tc。铁电体即使在没有外界电场作用下，内部也会出现极化，这种极化称为自发极化。自发极化的出现是与这一类材料的晶体结构有关的。 晶体的对称性可以划分为32种点群。在无中心对称的21种晶体类型种除432点群外其余20种都有压电效应，而这20种压电晶体中又有10种具热释电现象。热释电晶体是具有自发极化的晶体，但因表面电荷的抵偿作用，其极化电矩不能显示出来，只有当温度改变，电矩（即极化强度）发生变化，才能显示固有的极化，这可以通过测量一闭合回路中流动的电荷来观测。热释电就是指改变温度才能显示电极化的现象，铁电体又是热释电晶体中的一小类，其特点就是自发极化强度可因电场作用而反向，因而极化强度和电场E 之间形成电滞回线是铁电体的一个主要特性。 自发极化可用矢量来描述，自发极化出现在晶体中造成一个特殊的方向。晶体红，每个晶胞中原子的构型使正负电荷重心沿这个特殊方向发生位移，使电荷正负中心不重合，形成电偶极矩。整个晶体在该方向上呈现极性，一端为正，一端为负。在其正负端分别有一层正和负的束缚电荷。束缚电荷产生的电场在晶体内部与极化反向（称为退极化场），使静电能升高，在受机械约束时，伴随着自发极化的应变还将使应变能增加，所以均匀极化的状态是不稳定的，晶体将分成若干小区域，每个小区域称为电畴或畴，畴的间界叫畴壁。畴的出现使晶体的静电能和应变能降低，但畴壁的存在引入了畴壁能。总自由能取极小值的条件决定了电畴的稳定性。 参考资料 [1]钟维烈，铁电物理学，科学出版社，1996。 [2]干福熹，信息材料，天津大学出版社，2000 [3]J.F.Scoot,Ferroelectric Memories,Springer,2000。 实验目的 一、了解什么是铁电体，什么是电滞回线及其测量原理和方法。 二、了解铁薄膜材料的功能和应用前景。 实验原理 一、铁电体的特点 1．电滞回线 铁电体的极化随外电场的变化而变化，但电场较强时，极化与电场之间呈非线性关系。在电场作用下新畴成核长，畴壁移动，导致极化转向，在电场很弱时，极化线

铁电材料的特性及应用综述

铁电材料的特性及应用综述 孙敬芝 （河北联合大学材料科学与工程学院河北唐山 063009）摘要：铁电材料具有良好的铁电性、压电性、热释电以及性光学等特性以及原理，铁电材料是具有驱动和传感2 种功能的机敏材料, 可以块材、膜材(薄膜和厚膜) 和复合材料等多种形式应用, 在微电子机械和智能材料与结构系统中具有广阔的潜在应用市场。 关键词：铁电材料；铁电性；应用前景 C haracteristics and Application of Ferroelectric material Sun Jingzhi ( Materials Science and Engineering college, Hebei United University Tangshan 063009,China ) Abstract:Ferroelectric material has good iron electrical, piezoelectric , pyroelectric and nonlinear optical properties, such as a driver and sensing two function piezoelectric materials, can block material, membrane materials (film and thick film) and the compound Material of a variety of forms such as application, in microelectromechanical and intelligent materials and structures in the system with vast potential application market. Keywords: ferroelect ric materials Iron electrical development trend 0前言 晶体按几何外形的有限对称图象, 可以分为32 种点群, 其中有10 种点群: 1, 2, m , mm 2, 4,4mm , 3, 3m , 6, 6mm , 它们都有自发极化。从对称性分析它们的晶体结构都具有所谓的极轴, 即利用对称操作不能实现与晶体的其它晶向重合的轴向, 极轴二端具有不同的物理性能。从物理性质上看, 它们不但具有自发极化, 而且其电偶极矩在外电场作用下可以改变方向。在介电强度允许条件下, 能够形成电滞回线。晶体这种性能称为铁电性, 具有铁电性的材料称为铁电材料。1920 年法国人V alasek 发现了罗息盐(酒石酸钾钠 ) 的特异介电性, 导致“铁电性”概念的出现(也有人认为概念出现更早)。现在各种铁电材料十分丰富,

山东大学精品课程 表

山东大学各级精品课程名单 （截至2010年9月） 一、国家精品课程 序号课程名称所在学院负责人姓名备注 1《现代汉语》文学与新闻传播学院盛玉麒2003年度2《物理学》物理学院张承琚2004年度3《中华民族精神概论》历史文化学院王育济2005年度4《政治经济学》经济学院于良春2005年度5《运筹学》数学学院刘桂真2005年度6《诊断学》医学院张运2005年度7《中华传统文学修养》文学与新闻传播学院王小舒2006年度8《中国现当代文学》文学与新闻传播学院黄万华2006年度9《管理学》管理学院徐向艺2006年度10《线性代数》数学学院刘建亚2006年度11《光学》信息科学与工程学院蔡履中2006年度12《中国审美文化史》文学与新闻传播学院陈炎2007年度13《体育管理学》体育学院张瑞林2007年度14《网络营销》管理学院赵炳新2007年度15《微积分与数学实验》数学学院吴臻2007年度16《系统解剖学》医学院刘执玉2007年度17《护理学基础》护理学院娄凤兰2007年度18《工程流体力学》能源与动力工程学院杜广生2007年度

19《金融投资学》经济学院胡金焱2008年度20《组织学与胚胎学》医学院高英茂2008年度21《医学免疫学》医学院孙汶生2008年度22《局部解剖学》医学院王怀经2008年度23《人体寄生虫学》医学院何深一2008年度24《药物设计学》药学院徐文方2008年度25《大学计算机基础》计算机科学与技术学院郝兴伟2008年度26《工程材料与机械制造基础（金工）》材料科学与工程学院孙康宁2008年度27《大学英语》外国语学院贾卫国2009年度28《俄语翻译》外国语学院丛亚平2009年度29《英语国家文化》外国语学院王湘云2009年度30《马克思主义基本原理概论》马克思主义学院周向军2009年度31《国际贸易学》经济学院范爱军2009年度32《数据结构》管理学院戚桂杰2009年度33《战略管理》管理学院陈志军2009年度34《无机及分析化学实验》化学与化工学院宋其圣2009年度35《断层解剖学》医学院刘树伟2009年度36《护理心理学》护理学院娄凤兰2009年度37《产业经济学》经济学院臧旭恒2010年度38《政府经济学》经济学院李齐云2010年度39《生态学与人类未来》生命科学学院王仁卿2010年度40《复变函数与积分变换》数学院仪洪勋2010年度41《计算机网络技术及应用》计算机学院郝兴伟2010年度

铁电压电物理试题

物理与微电子学院 2003级铁电压电物理试题(A) 1．利用静电功，从数学上严格证明对于各项异性的电介质材料的介电常数是对称的，即有如下关系： mn nm εε= 2．用足标代换法求出23点群晶体的独立弹性柔顺常数数目、介电常数数目和压电常数的数目。 3．试画出压电晶体的xy 切和yzw-50切型。 4. (a)在描写压电效应时，什么是机械自由和机械夹持边界条件？又有什么样的电学边界条件？(b)机电耦合因子是如何定义的？其物理意义是什么？ 5.什么是压电振子的谐振频率、反谐振频率，阻抗最大频率、阻抗最小频率，串联谐振频率、并联谐振频率？它们之间存在什么关系？ 6.什么是介电常数的居里-外斯定律？并从热力学自由能出发，以二级相变为例，得到铁电体在顺电相时的居里-外斯律。 7．弛豫铁电体有那些主要特征？ 8. 简单说明德拜介电弛豫和阻尼谐振子介电弛豫的主要特点。 9.（a ） 简单描述铁电体的极化反转过程;(b)影响铁电体电畴结构有那几个主要因素？ 10．钙钛矿结构的容忍因子的定义和物理意义是什么？

答案及评分标准(A)

1．利用静电功，从数学上严格证明对于各项异性的电介质材料的介电常数是对称的，即有如下关系： mn nm εε= 答案：(本题10分) 单位体积电介质内的静电功为： e m n dW E dD = （得5分） 利用关系： m mn n D E ε= 可以得到： e mn m n nm n m dW E dE E dE εε== 所以 ,e e mn n nm m m n W W E E E E εε??==?? 因此有： 22,e e mn nm n m m n W W E E E E εε??==????（得5分） 即得： mn nm εε= 2. 用足标代换法求出23点群独立的弹性常数、介电常数和压电常数的数目。

压电材料的制备应用及其研究现状

合肥学院 Hefei University 综述题目压电材料的制备应用及其研究现状课程名称无机材料物理性能 指导教师 系别/班级 姓名 学号

压电材料的制备应用及其研究现状 摘要：从压电材料的压电效应入手, 介绍了压电材料的分类及结构组成。针对不同压电材料在生产实践中的应用情况,列出现阶段压电材料的制备技术。综述了近年来压电材料的研究现状, 并系统介绍了压电材料在各个领域的应用和发展。关键字：压电材料；压电效应；制备技术；应用；发展 1.引言 随着高新技术的不断发展, 作为促进现代社会进步三大支柱之一的新材料技术业已成为世界各国学者们争相探索和研究的热点领域。特别是进入本世纪七十年代以来, 由于电子技术、通讯和控制技术等高技术含量行业的迅速崛起,要求材料的功能化、器件的小型化、结构的智能化程度越来越高,使智能材料的研究更加受到人们的青睐。目前,可作为智能材料系统中的执行材料主要有压电材料、形状记忆合金、电致伸缩材料、磁致伸缩材料和电流变体等; 可作为传感材料的主要有压电材料、光纤系统及其它各类特性的传感器材料,其中压电材料能够自适应于环境的变化实现机械能和电能之间的相互转化,具有集传感、执行和控制于一体的特有属性,是智能材料系统中的主导材料。 2 压电材料概述 2.1 压电效应 压电体，即在受外力情况下可产生电荷（正压电性）或在受外电场情况下可产生形变（逆压电性）的电介质体。1880 年，法国著名科学家雅克·居里和皮埃尔·居里在对石英晶体的研究过程中首次发现正压电效应。不久之后，二人通过理论分析及实验测试证实了逆压电性的存在。 2.2 压电材料类别 第一类是复合压电材料，这类材料是在有机聚合物基底材料中嵌入片状、棒状、杆状、或粉末状压电材料构成的。 第二类是有机压电材料，又称压电聚合物，如偏聚氟乙烯（PVDF）（薄膜）及其它为代表的其他有机压电（薄膜）材料。 第三类是无机压电材料，分为压电晶体和压电陶瓷，压电晶体一般是指压电单晶体；压电陶瓷则泛指压电多晶体。 3 压电材料的制备方法 3.1无机压电材料块体的制备工艺 要制备块体压电材料,首先要制备压电材料粉末,然后在压力机下预压成坯体,分别在650 ℃和 850 ℃预烧 2h,再研磨粉碎。在这里主要有2种方法形成块体。(l) 把粉末装人所需要形状的模具内加人PVA,在压力机下或采用等静压加l00MPa压力制成圆片(注意:圆片的直径与厚度之比大于10),再把圆片放人刚玉板上,在圆片的周围撒一些践仇粉末,然后用刚玉增祸覆盖圆片(目的是使挥发的Pb在刚玉柑祸内形成保护气氛,从而减少配比中Pb的损失 );或者在称量时多称量计算质量5 %(一般在做实验时,上述2种方法都采用),一起放人高温炉中缓慢加温至4阅℃左右(除去PVA),保温0.5h,然后加温到12(X) ℃下保温2h。随炉自然冷却就得到块体无机压电材料。(2)把装有粉末的模具放人热压炉中加压烧结(保护Pb的损失可采用上面提到的方法),当加温到12℃下保温 2h。随炉自然冷却就得到块体无机压电材料。 制备压电材料粉末主要有以下3种方法: (l) 直接混合球磨法以 PZT为例。将氧化铅、氧化错和氧化钦按一定摩尔

铁电压电物理试题

物理与微电子学院 2005级铁电压电物理试题 (A) 1．利用静电功，从数学上严格证明对于各项异性的电介质材料的介电常数是对称的，即有如下关系： mn nm εε= 2．用足标代换法求出23点群晶体的独立弹性柔顺常数数目、介电常数数目和压电常数的数目。 3．试画出压电晶体的xy 切和yzw-50?切型。 4. (a)在描写压电效应时，什么是机械自由和机械夹持边界条件？又有什么样的电学边界条件？(b)机电耦合因子是如何定义的？其物理意义是什么？ 5.什么是压电振子的谐振频率、反谐振频率，阻抗最大频率、阻抗最小频率，串联谐振频率、并联谐振频率？它们之间存在什么关系？ 6.什么是介电常数的居里-外斯定律？并从热力学自由能出发，以二级相变为例，得到铁电体在顺电相时的居里-外斯律。 7．弛豫铁电体有那些主要特征？ 8. 简单说明德拜介电弛豫和阻尼谐振子介电弛豫的主要特点。 9.（a ） 简单描述铁电体的极化反转过程;(b)影响铁电体电畴结构有那几个主要因素？ 10．钙钛矿结构的容忍因子的定义和物理意义是什么？

答案及评分标准(A) 1．利用静电功，从数学上严格证明对于各项异性的电介质材料的介电常数是对称的，即有如下关系： mn nm εε= 答案：(本题10分) 单位体积电介质内的静电功为： e m n dW E dD = （得5分） 利用关系： m mn n D E ε= 可以得到： e mn m n nm n m dW E dE E dE εε== 所以 ,e e mn n nm m m n W W E E E E εε??==?? 因此有： 22,e e mn nm n m m n W W E E E E εε??==????（得5分） 即得： mn nm εε= 2. 用足标代换法求出23点群独立的弹性常数、介电常数和压电常数的数目。

材料的铁电性能综述

材料的铁电性能综述 摘要： 回顾了铁电现象的发现及发展，简述了铁电性的机理，描述了铁电材料应用现状与前景，并介绍了几类前景很好的铁电材料。指出目前对于铁电性的还需要进行更多的和更深入全面的研究。 关键词：铁电性，电畴，铁电薄膜，存储器 前言： 铁电材料，是指具有铁电效应的一类材料，它是热释电材料的一个分支。铁电材料及其应用研究已成为凝聚态物理、固体电子学领域最热门的研究课题之一。铁电材料是一类重要的功能材料，是近年来高新技术研究的前沿和热点之一。 在一些电介质晶体中，晶胞的结构使正负电荷重心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化，晶体的这种性质叫铁电性（ferroelectricity）。 铁电性： 铁电性是某些绝缘体材料中在外加电场的作用下自发极化可以被反转的特性。多数材料的极化是与外加电场线性成正比的，非线性效应是不显著的。这种极化叫做电介质极化。有些称作顺电体的材料，线性的极化效应更加显著。于是与极化曲线斜率相对应的介电常数是以一个外加电场的函数。除了非线性效应以外，铁电材料中还存在自发极化。这种材料称作焦电材料。铁电材料与其不同之处在于它的自发极化可以在外加电场作用下被反转，产生一个电滞归线。一般来说，材料的铁电性只存在于某一相变温度以下，称为居里温度。在这个温度以上，材料变为顺电体。 铁磁体中的原子有固定的磁偶极矩，这些磁矩自发排列起来。自发排列的原因是固体中电子的量子力学效应。铁磁体的居里温度指向顺磁体转变的温度，同理对铁电体，指材料不再是铁电体的温度。对于一块未极化铁电晶体，电畴随机

排列，净极化强度为零。当外加一个电场时，电畴同时向电场方向转动，当电场足够强时，全部电畴沿电场方向排列一致，这时晶体变成一个大电畴，处于极化饱和状态。当扭转电场时，极化反转但不回零，晶体获得一个剩余极化强度PR，当电场被扭转到矫顽场Ec时，剩余极化强度被去除。铁电相是一个相当严格的状态，大多数材料都是顺电状态，顺电相指即使没有固有电偶极子，电场也可诱发极化。而铁电体是有极性的，他们因为晶胞的原子排列而拥有一个固有电偶极矩。晶体有32个群，其中，21种是非中心对称的。在他们之中，20中是压电体，即压力诱发极化。而在这20种之中只有10种在无压力下是有极性的，即热释电体，温度变化导致热膨胀，热膨胀导致极化强度变化。最后，在这当中，当极化强度还可以被电场重新定向时，晶体才是铁电体。 铁电相转变是一种结构变化，它反映出晶体保持自发极化的能力，并由晶体惯用元胞中的离子相对位移引起。铁电相变发生在温度ＴＣ，这与铁磁体的居里温度相似。在具体点以上，晶体通常是中心对称的顺电相，居里点以下就不是顺电系相了，而表现出铁电行为。在铁电相，晶体中至少有一组离子处在双势阱中，两个位置能量相等。在ＴＣ以上，粒子在双势阱中有足够的动能前后振动并越过分隔势阱的势垒，所以原子时间上的平均位置在势阱的中间。 电畴和铁电极化，铁电行为是由在铁电相时至少有一组离子拥有双势阱引起的。在一个局部区域内，所有离子均位于势阱的同一侧，这个局部区域叫作电畴。如果铁电相变在一个理想晶体中随着温度的一个极小下降而发生（保证整个晶体的热力学平衡）晶体被单畴化。晶体中所有离子热力学耦合并处于双势阱的同一侧，位于任一侧的几率相等。在真实的情况中，晶体中足够远的不同区域独立地形成电畴，而且反向不同。 在公式 公式涉及电位移矢量，电场强度和极化强度，其中既包括外场引起极化，还包括固有极化。 自由电荷满足泊松方程，，所以 在一个理想的铁电晶体中，，这和普通电介质一样。对于一个真实的晶体，在晶体表面为0，和大块晶体在缺陷处测得的值不同。

南京大学物理系实验报告铁电性

南京大学物理系实验报告 题目实验10.2 铁电性 姓名董佳婧学号 141120021 一、引言 铁电体是这样一类晶体:在一定温度范围内存在自发极化,自发极化具有两个或多个可能的取向,其取向可能随电场而转向.铁电体并不含“铁”,只是它与铁磁体具有磁滞回线相类似，具有电滞回线，因而称为铁电体。在某一温度以上，它为顺电相，无铁电性，其介电常数服从居里-外斯（Curit-Weiss）定律。铁电相与顺电相之间的转变通常称为铁电相变，该温度称为居里温度或居里点Tc。铁电体即使在没有外界电场作用下，内部也会出现极化，这种极化称为自发极化。自发极化的出现是与这一类材料的晶体结构有关的。 铁电体特点是自发极化强度可因电场作用而反向，因而极化强度和电场 E 之间形成电滞回线。自发极化可用矢量来描述，自发极化出现在晶体中造成一个特殊的方向。晶体中每个晶胞中原子的构型使正负电荷重心沿这个特殊方向发生位移，使电荷正负中心不重合，形成电偶极矩。整个晶体在该方向上呈现极性，一端为正，一端为负。在其正负端分别有一层正和负的束缚电荷。束缚电荷产生的电场在晶体内部与极化反向（称为退极化场），使静电能升高。铁电现象第一次发现是在1920年，由瓦拉赛尔发现外场可以使罗西盐的极化方向反转，但是铁电现象直到40年代初才得以被广泛研究。如今铁电现象因为其独特性质得到了广泛的应用，而本实验就是为了初步探究本现象的物理性质。本实验测量了铁电材料的电滞回线，并且改变电压测量了不同电压下的图像和矫顽力等数值。作者又进一步对此现象进行了初步探究，研究了其相关机理。 二、实验目的 1、了解什么是铁电体，什么是电滞回线及其测量原理和方法。 2、了解非挥发铁电随机读取存储器的工作原理及性能表征。 三、实验原理 1、铁电体的特点 （1）电滞回线 铁电体的极化随外电场的变化而变化，但电场较强时，极化与电场之间呈非线性关系。在电场作用下新畴成核长，畴壁移动，导致极化转向，在电场很弱时，极化线性地依赖于电场见图1,此时可逆的畴壁移动成为不可逆的，极化随电场的增加比线性段快。当电场达到相应于B点值时，晶体成为单畴，极化趋于饱和。电场进一步增强时，由于感应极化的增加，总极化仍然有所增大(BC)段。如果趋于饱和后电场减小，极化将循 CBD段曲线减小，以致当电场达到零时，晶体仍保留在宏观极化状态，线段OD表示的极化称为剩余极化Pr。将线段CB外推到与极化轴相交于E，则线段OE 为饱和自发极化Ps。如果电场反向，极化将随之降低并改变方向，直到电场等于某一值时，极化又将趋于饱和。这一过程如曲线DFG所示，OF所代表的电场是使极化等于零的电场，称为矫顽场Ec。电场在正负饱和度之间循环一周时，极化与电场的关系如曲线CBDFGHC所示此曲线称为

铁电隧道结的研究进展

万方数据

铁电隧道结的研究进展／潘瑞琨等?１１? Ｄ（Ｅｓ）＝ｅｘｐ｛一％≠等（ｚ＋警）（，＋／ｘｓｓ警）耽×［（Ｅ０＋胸警一易）耽一（ｐ∥＋耽警一易）班］）进而计算出隧穿电流密度，即口’１６］： ￡ｒ岁与 Ｊ一警｛ｅＶＪＤ（Ｅｓ）ｄＥｓ＋Ｉ（Ｅｒ～Ｅ３）Ｄ（Ｅｓ）ｄＥｓ） ０Ｅ■Ⅳ 当施加的电场电压Ｖ小于矫顽电压Ｖｃ（Ｖｃ—Ｅｏｔ。）时，ｄ。。＜Ｏ，自发极化Ｐ与外场反向。当Ｖ＞Ｖｃ时，发生极化反转，ｄ。。＞０，则伴随着铁电薄膜厚度与应变的突增，因此铁电薄膜中应变随电压的变化出现类似于电滞回线的“蝶形回线”（如图２所示）。最终隧穿电流与电压的关系曲线也是回线形状，如图３所示。 图１ＦｒＪ的能带结构示意图［１】 Ｆｉｇ．１ＥｎｅｒｇｙｂａｎｄｄｉａｇｒａｍｏｆａＦｒＪ［１］ 朱Ｓｔｒａｉｎ悉 ＼／（ｅ∥／ 一Ｋ 彳／、ｊＫＶｏｌｔａ 图２阳口中晶格应变随电压的变化［１３ Ｆｉ吕２Ｔｈｅｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｌａｔｔｉｃｅｓｔｒａｉｎ ０１１ｔｈｅａｐｐｌｉｅｄｖｏｌｔａｇｅＬｌ］ 然而ＦｒＪ中的电子隧穿到底是非弹性隧穿还是直接隧穿尚未定论［７“７｜。Ｋｏｈｌｓｔｅｄｔ等的实验表明，铁电隧道结在４．２～３００Ｋ内以非弹性隧穿理论模型模拟的结果更接近实验数据，因此他们认为，非弹性隧穿是电输运的主要机制［１引。Ｖｅｌｅｖ等的理论模拟表明，势垒层的铁电性及电极层的磁性极大地影响了电子输运过程［１８－２０］，但是还没有相应的实验验证。关于铁电隧道结中电阻反转的起源问题，文献［＇１７３认为与铁电体的极化反转有关，文献［２１－１指出，相关的验证实验均在铁电体的相变温度以上进行，不能定论。文献Ｅ２２３认为可视隧道结中间势垒层的铁电薄膜为绝缘体，而更多的人则认为应是半导体。吕惠宾等的研究表明，掺Ｔｅ的ＬａＭｎＯｓ和掺Ｎｄ的ＳｒＴｉ０３异质结超薄膜具有半导体特性［２３｜。此外，铁电隧道结还显示了其它丰富的新物性：界面电阻可调的准二维电子气‘２４’２５］，界面增强的热释电效应和压电效应等［２６’２…。对这些新物性的研究目前还处于起步阶段。 －０．７一Ｏ．４００．４０．７ Ｖｏｈａｇｅ／Ｖ 图３逆压电效应对电流一电压曲线的影响‘１３Ｆｉｇ．３Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｏｎｖｅｒｓｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｆｆｅｃｔｏｎ ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ－ｖｏｌｔａｇｅｔｌ］ ２隧道结的势垒层和电极材料 铁电势垒层材料可以是铁电氧化物，如钛酸铅（Ｐｂ－ＴｉＯｓ）、锆钛酸铅（Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）０３）、锆钛酸铅镧（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏｓ）、钛酸钡（ＢａＴｉＯｓ）或有机聚合物铁电材料等，也可以是电极材料，如钌酸锶（ＳｒＲｕＯｓ）、钴酸锶镧（（Ｌａ，Ｓｒ）一ＣｏＯ。）、金属铂（Ｐｔ）或金（Ａｕ）等。删的下电极材料一般采用ＳｒＲｕＯｓ、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯｓ等金属氧化物，既易于导电，又能与铁电势垒层材料很好地匹配，使势垒层生长晶化较好；上电极材料可以是金属或金属氧化物。陈红卫等采用射频磁控溅射法制备了Ｓｉ＿ＩＴ◇Ｕ汇一ＰｂＳｒＴｉ０。一Ａｕ隧道结，当外加电压为０～１Ｖ时，出现的隧穿电流曲线符合指数规律［２引。钴酸锶镧（Ｉ曳）薄膜作为下电极材料，可以很好地与铁电材料钛酸锶铅（ＰｂＳｒＴｉＯｓ）匹配，但电阻较大。采用钴酸锶镧和导电玻璃（ＩＴ０）构成的复合电极可起到降低电阻的作用。 隧道结的势垒层和电极材料不同，会影响铁电层的铁电稳定性，因此既要保证铁电势垒层足够薄以实现电子隧穿，又要保持其铁电性。研究者们比较了许多铁电材料和金属（金属氧化物）分别作为铁电势垒层和电极时保持铁电性的问题。 已经有较多文献研究了ＦｒＪ中隧穿电流和铁电性保持的问题［２９－３１］。１９９８年Ｗａｔａｎａｂｅ在研究不同势垒层材料的全钙钛矿型氧化物电极／势垒层异质结５种样品时指出，只在全钙钛矿型氧化物铁电异质结Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏｓ／ＳｒＴｉ０３ｓＮｂ和（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏｓ／ＳｒＴｉＯｓｓＮｂ中发现隧穿现象Ｅ３１３。Ｚｅｍｂｉｌｇｏｔｏｖ等采用朗道平均场理论研究了ＳｒＲｕＯｓ／ＰｂＴｉＯｓ（ＢａＴｉＯｓ）／ＳｒＲｕ０３以及ＢａＴｉ０３／ＳｒＴｉ０３／ｓｒＲｕ０３结构的外延铁电薄膜，其自发极化受到薄膜厚度、温度及应力失配等因素的影响，在薄膜厚度小于１ｒｉｍ后平均自发极化才会急剧减小［３］。Ｊｕｎｑｕｅｒａ等指出ＳｒＲｕＯｓ／ＢａＴｉＯｓ／ＳｒＲｕＯｓ结构中的铁电薄膜厚度在小于２．４ｎｍ时才会失去铁电 性Ｅ１２］。Ｇｅｒｒａ等采用第一性原理计算表明，ＳｒＲｕＯｓ／ＢａＴｉ０３／万方数据

铁电材料研究小组-青岛大学物理科学学院

铁电材料研究小组 1.课题组组长简介 卢朝靖，男，1965年10月生，青岛大学二级教授， 山东省泰山学者特聘教授，博士生导师，中国物理学会固 体缺陷专业委员会委员、中国电子显微镜学会理事、中国 硅酸盐学会溶胶-凝胶分会理事、青岛大学物理科学学院 微电子科学与工程系主任。 1987毕业于武汉大学光学专业，获学士学位；接着在 武汉大学固体物理专业攻读硕士学位三年；其后在湖北大学任教。1994.09–1997.09在南京大学物理系凝聚态物理专业攻读博士学位, 师从王业宁院士；接着在中国科学院物理研究所北京电子显微镜实验室随郭可信院士和王中林教授做博士后两年。2000年在德国微结构物理马普研究所做博士后，接着在美国国家标准技术研究所(NIST)任客座研究员两年。2003.01-2007.12被聘为湖北省“楚天学者计划”特聘教授，回到湖北大学工作。其间被评为湖北省有突出贡献的中青年专家，入选教育部新世纪优秀人才支持计划，两次荣获湖北省自然科学奖二等奖（其中2006年排名第一）。2007年底调入青岛大学。 已主持承担国家自然科学基金课题4项，省部级纵向科研课题逾15项，包括教育部新世纪优秀人才支持计划、山东省自然科学杰出青年基金资助项目。在铁电薄膜的取向控制生长、铁电畴结构及其动力学、光电功能薄膜的显微结构与生长机制等领域取得了一系列创新成果，在Appl. Phys. Lett.等国际知名学术刊物上发表SCI论文逾80篇，其中绝大部分为第一作者或通讯作者。累积被他人引用超过1000次。 2．研究方向及研究进展 主要在钙钛矿型铁电压电材料领域，从事透明电光陶瓷与压电陶瓷、铁电畴结构及其动力学、铁电薄膜的取向控制生长、以及单相多铁性新材料探索研究。 取得的代表性成果：1) 铁电薄膜的取向控制生长。直接在金属电极上，用sol-gel工艺分别生长了三种择优取向的层状钙钛矿型BNdT铁电薄膜，从其电学大各向异性推断BNdT的自发极化靠近a轴，否定了韩国学者在Phys. Rev. Lett.论文上称靠近c轴的结论。在Appl. Phys. Lett.上发表论文3篇。2) 钨青铜型CBN-28单晶的弛豫铁电相变。发现该单晶在252 °C发生正常铁电→弛豫铁电体转变，用透射电镜观察到对应此相变的宏畴→微畴转变，对理解弛豫铁电和弥散相变有重要意义。在Appl. Phys. Lett.上发表论文3篇。3) 铁电薄膜中畴结构及

铁电物理学

铁电物理学

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目录 摘要 0 1 电介质的极化 0 1.1 电介质的极化机制 0 1.2 克劳修斯－莫索提公式 (1) 1.3 极化弛豫 (1) 1.4 自发极化 (1) 1.5 极化灾变 (2) 2 铁电材料 (2) 2.1 概述 (2) 2.2 基本性质 (4) 2.3 研究进展 (5) 3 铁电性 (7) 3.1 自发极化 (8) 3.2 电畴 (8) 3.3 电滞回线 (9) 3.4 铁电体的介电常数 (10) 3.5 压电性 (11) 3.6 晶体结构和铁电体的分类 (12) 3.7铁电相变 (12) 3.8 反铁电性 (13) 3.9 铁电性的应用 (15)

浅谈铁电性 [摘要] 本文主要由三个部分组成。第一个部分主要阐述了电介质的极化，其中包括了电介质的极化机制、克劳修斯－莫索提公式、极化弛豫和极化灾变等方面。第二个部分主要介绍铁电材料。最后一个部分对铁电性进行论述，其中包括自发极化、电畴、电滞回线、铁电体的介电常数、压电性和晶体结构和铁电体的分类等方面。 1 电介质的极化 外电场作用下，电介质显示电性的现象。在电场的影响下，物质中含有可移动宏观距离的电荷叫做自由电荷；如果电荷被紧密地束缚在局域位置上，不能作宏观距离移动，只能在原子范围内活动，这种电荷叫做束缚电荷。理想的绝缘介质内部没有自由电荷，实际的电介质内部总是存在少量自由电荷，它们是造成电介质漏电的原因。 一般情形下，未经电场作用的电介质内部的正负束缚电荷平均说来处处抵消，宏观上并不显示电性。在外电场的作用下，束缚电荷的局部移动导致宏观上显示出电性,在电介质的表面和内部不均匀的地方出现电荷,这种现象称为极化，出现的电荷称为极化电荷。这些极化电荷改变原来的电场。充满电介质的电容器比真空电容器的电容大就是由于电介质的极化作用。 1.1 电介质的极化机制 ①电子极化，是在电场作用下原子核与负电子云之间相对位移，它们的等效中心不再重合而分开一定的距离l形成电偶极矩p e＝el(l由负电中心指向正电中心,e是电荷量,见电偶极子)。当电场不太强时,电偶极矩p e同有效电场成正比,p e=αe E ,式中αe称为电子极化率。②离子极化又称为原子极化，是在正负离子组成的物质中异极性离子沿电场向相反方向位移形成电偶极矩p a。p a与有效电场成正比,p a=αa E，αa称为离子极化率，这两种极化都同温度无关。③固有电矩的取向极化，某些电介质分子由于结构上的不对称性而具有固有电矩p。在无外电场时，由于热运动,这些分子的取向完全是无规的，电介质在宏观上不显示电性。在外电场的作用下，每个分子的电矩受到电场的力矩作用,趋于同外场平行,即趋于有序化；另一方面热运动使电矩趋于无序化。在一定的温度和一定的外电场下，两者达到平衡。固有电矩的取向极化也可以引入取向极化率αd描

铁电体的电滞回线

铁电体电滞回线及居里温度的测量 自从1921年了J.Valasek 发现罗息盐是铁电体以来，迄今为止陆续发现的新铁电材料已达一千种以上。铁电材料不仅在电子工业部门有广泛的应用，而且在计算机、激光、红外、徽波、自动控制和能源工程中都开辟了新的应用领域。电滞回线是铁电体的主要特征之一，电滞回线的测量是检验铁电体的一种主要手段。通过电滞回线的测量可以获得铁电体的一些重要参数。在居里温度处，铁电材料的许多物理性质将发生突变，因此居里温度的测量对研究铁电体的性质有重要的的意义。通过本实验可以了解铁电体的基本特性，掌握电滞回线及居里温度的一种测量方法。 一、实验原理 1. 电滞回线。我们知道，全部晶体按其结构的对称性可以分成32类（点群）。32类中有10类在结构上存在着唯一的“极轴”，即此类晶体的离子或分子在晶格结构的某个方向上正电荷的中心与负电荷的中心重合。所以，不需要外电场的作用，这些晶体中就已存在着固有的偶极矩S P ，或称为存在着“自发极化”。 如果对具有自发极化的电介质施加一个足够大（如kV/cm)的外电场，该晶体的自发极化方向可随外电场而反向，则称这类电介质为“铁电体”。众所周知，铁磁体的磁化强度与磁场的变化有滞后现象，表现为磁滞回线。正如铁磁体一样铁电体的极化强度随外电场的变化亦有滞后现象，表现为“电滞回线”，且与铁电体的磁滞回线十分相似。铁电体其它方面的物理性质与铁磁体也有某种对应的关系。比如电畴对应于磁畴。激发极化方向一致的区域（一般μm 10108--）称为铁电畴，铁电畴之间的界面称为磁壁。两电畴反向平行排列的边界面称为180°磁壁，两电畴互相垂直的畴壁称为90°畴壁。在外电场的作用下，电畴取向态改变180°的称为反转，改变90°的称为90°旋转。晶体中每个电畴方向都相物的则称为单畴，若每个电畴的方向各不相同，则称为多畴。 电滞回线是铁电体的主要特征之一，电滞回线的测量是 检验铁电体的一种主要手段。通过电滞回线的测量可以获得 铁电体的自发极化强度s P ， 剩场极化强度r P ，矫顽场C E 及铁电耗损等重要参数，如图1所示。该图是典型的电滞回线。 当外电场施加于晶体时，极化强度方向与电场方向平行的电 畴变大，而与之反平行方向的电畴则变小。随着外电场的 增加，极化强度P 开始沿图1中OA 段变化，电场继续增 大，P 逐渐饱和，如图中的BC 段所示，此时晶体已成为单畴。将BC 段外推至电场0=E