铁电体BaTiO3极化特性解释

铁电体（BaTiO3)极化特性解释USTC黄正化2003铁电体的极化特性•一般铁电体的晶体结构和成键特点和电子分布•BaTiO3的电子构型•BaTiO3极化特性的解释•对居里点得解释•电滞出现的条件•外来离子的影响rn•電滯迴線Nikon偏光顯微鏡一般铁电体的晶体结构和成键特点和电子分布•一般铁电体的晶体结构：一般为层状钙钛矿型。•铁电体的成键特点和电子分布：正离子一般为多层多电子型，以较弱的离子键成键。•Ti-O-Ti以网格状分布与一层中，Ba离子单独于一层中。（见图）•BaTiO3晶体结构BaTiO3的电子构型•Ba正离子:•Ti正离：•O负离子：621062106262255444333221PSdPSdPSPSS6262233221PSPSS622221PSSBaTiO3极化特性的解释•E作用下电子的偏移•Ba离子核外空轨道：4f.5p.5d.6S。能量均较低，可以比较容易地容纳电子。•Ti-O-Ti层电子的丢失：Ba外层电子轨道俘获从Ti-O-Ti层偏移来电子•电滞（Pr）出现：电子在Ba层中的滞留•正反电滞的出现：BaTiO3晶体层状对称性，反向电场(-E)使电子偏向Ti-O-Ti层另一侧的Ba层，表现为反向的电滞（-Pr）。•Pr的出现使电滞回线不再沿开始的极化曲线返回原点对居里点得解释•电子的能量也可以依靠热运动来获得。一定的温度使得Ba的外层电子轨道无法再俘获外来的电子，使得极化不再出现，这一温度叫居里点。利用经典的方法：可见越大居里点越高。当然这只是一种趋向，不能由此计算居里点（经典理论不适用于原子尺寸）。GGreremv0202214456rn电滞出现的条件•温度在居里点以下•正离子为多质子核，且n/r足够大•正离子核外有空的且能级比较低的轨道•负离子为非强电负性•晶体结构为对称的层状结构外来离子的影响•如在Ba层中引入结构比较复杂的离子如：La系，由于La系有(n-2)f,(n-1)d等能级更低的轨道，故电滞Pr较大；若在Ti-O-Ti层中引入La等，则电子不易偏向Ba层，从而使Pr更小。（图）。•SBLT-x样品电滞回线Thankyou