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通过晶格严重畸变和电畴精细调控探索BiFeO3的多铁和半导体性能(2)

时间:2019-03-02 14:31来源:毕业论文
3.4.1 极化次数对光伏性能的影响 18 3.4.2 光照强度对光伏性能的影响 20 3.4.3 温度对光伏性能的影响 23 结 论 27 致 谢 28 参考 文献 29 1 引言 1.1 铁电体概述


3.4.1  极化次数对光伏性能的影响    18
3.4.2  光照强度对光伏性能的影响    20
3.4.3  温度对光伏性能的影响    23
结  论    27
致  谢    28
参考文献29
1  引言
1.1  铁电体概述
1.1.1    铁电体
作为一种具有自发极化的晶体,铁电体,而且,由于在外加电场的条件下,其自发极化会受到一定的影响,所以自发极化产生的方向,会随着外加电场的方向的变化而发生变化。然而,外加电场的撤销,并不会使得其在晶体内部产生的电极化方向发生很大的改变的。有一端约束着一层带正电的电荷,另一端呢,约束着一层带负电的电荷,如果这种事情发生在铁电体的内部,我们就称之为自发极化。在晶体的内部,晶体两端所束缚着电荷都会产生一个属于自己的电场,产生的电场方向是和极化方向相反的,这一电场被称作是退极化电场。晶体内部的静电能,会由于退极化电场的产生而升高,由于静电能的升高会让晶体产生许许多多的小小的区域呢,在受到外面施加的机械力的时候。电偶极子在每一个小小的区域的内部会都沿着同一方向排列的,然而不同的区域里面的电偶极子的排布却并不相同,我们把这些个电偶极子排列相同的小小的区域称作为电畴,简略的称之为畴。晶体内部的应变能与静电能会由于电畴的出现而发生下降,然而畴壁的存在,会产生一种全新的被命名为畴壁能的能量。
 铁电体电滞回线
图1.1 铁电体电滞回线,Ps 为饱和极化强度,Pr 为剩余极化强度,Ec 为矫顽场
铁电体的极化强度P会由于外加电场E的变化而发生相应的变化,如果施加一个比较大的外加电场E在铁电体上时,外加电场E和极化强度P之间就不会出现开始出现的线性关系了,我们可以得到,极化强度P是外加电场E的具有滞后现象的双值函数。电场由正饱和值变化移动到负饱和值,再由负饱和值变化移动到正饱和值,循环一周,极化强度P与电场E会形成一个闭合的曲线,我们把这样的曲线叫作电滞回线,如图1-1所示。图中Ec称为矫顽场,其定义是,能够使得铁电体的剩余极化变为零所需要加的反向电场强度;Pr是剩余极化强度,其定义是能够稳定存在的极化强度,在铁电晶体的在外加电场撤除后。随着外加电场的增大,铁电体的极化强度逐渐趋于饱和,当铁电体的极化到达饱和的时候,说明铁电体已经被完全的极化了,其值为Ps。电滞回线的矩形度是指剩余极化与饱和极化的比值。如果在铁电体的反向施加一个极化电压,这个反向的电压首先会使得铁电体的极化强度减弱,这是由于外加电场与自发极化反向的原因。伴随着外加的反向电场强度的不断增大,极化强度也是会随着电场强度的不断增大而增大,最好极化达到了反向饱和。
典型的铁电材料有:锆钛酸铅Pb(Zr1-xTix)O3、钛酸钡BaTiO3、铁酸铋BiFeO3等。最近几年的研究使得铁电材料取得了突破性的发展,开始逐渐应用到图像显示、信息存储、铁电光阀阵列作全息照像的存储和全息照像中的编页器等领域[1]。
1.1.2    铁电体的分类
铁电体的分类方法有很多,在这主要介绍按相转变的微观机制分类[2,3]:位移型铁电体和有序-无序铁电体。这里主要介绍有序-无序型转变的铁电体,其主要包括了含有氢键或某些特殊官能团的晶体,如KH2PO4 及其同型盐、NaNO2、硫酸三甘氨酸(TGS)等。这类晶体在发生相转变时,离子个体会发生有序化,质子的运动与铁电性有密切关系。 通过晶格严重畸变和电畴精细调控探索BiFeO3的多铁和半导体性能(2):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_30697.html
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