研究目的
研究光学激发强度对铁电-半导体复合材料电学、铁电及热释电特性的影响,重点关注极化深度分布并拓展"三相模型"。
研究成果
光学激发显著增强了复合材料的极化和热电性能,实现对极化深度分布的控制。扩展的"三相模型"阐明了空间依赖的导电性与极化特性,为未来通过光学激发调控极化分布的应用奠定了基础。
研究不足
该研究仅限于特定的复合材料成分和光学激发条件。热释电系数的时间衰减和颗粒分散的不均匀性可能影响结果。LIMM方法具有广泛的热扫描功能,限制了空间分辨率。由于安装限制,未对样品2进行热释电剖面的绝对校准。
1:实验设计与方法选择:
研究采用在P(VDF-TrFE)基体中掺杂10体积比(Cd:Zn)S颗粒制备复合薄膜。测试方法包括:使用Sawyer-Tower电路进行I-V和极化测量、交流法测量热释电系数、激光强度调制法(LIMM)进行深度剖析、以及光声光谱技术分析热学特性。
2:样品选择与数据来源:
制备了具有特定厚度和电极配置的两种样品(样品1和样品2)。数据采集涵盖电学、铁电、热释电及热学性能测试。
3:实验设备与材料清单:
设备包含光学激发LED、电源、功率计、Sawyer-Tower电路、珀尔帖元件、锁相放大器、LIMM用激光二极管、光声池、斩波器,以及P(VDF-TrFE)、(Cd:Zn)S颗粒、甲基乙基酮、金电极等材料。
4:实验流程与操作规范:
在不同光激发强度和峰峰值电压下对样品进行极化处理,极化后按时间延迟开展热释电测量。LIMM测试从样品双侧实施,光声测量在特定频率下完成。
5:数据分析方法:
热学特性采用混合率法则分析,光声信号运用RG理论解析,LIMM通过频率依赖性实现深度剖析。统计分析包含信号幅值对比与指数衰减拟合。
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LED
LXML-PB01-0023
LUMILEDS
Optical excitation source with central wavelength of 470 nm for polarization and pyroelectric measurements.
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Power Meter
S130VC
Thorlabs
Measurement of optical power at specific wavelengths.
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Prevent overload during optical measurements.
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Thorlabs GmbH
Light modulation for photo-acoustic measurements.
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Voltcraft
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TEC1-12706
Ro?mann Electronic GmbH
Temperature modulation for pyroelectric coefficient measurement.
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Laser Diode
Used in LIMM for modulated intensity irradiation at wavelength of 685 nm.
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Phase-sensitive measurement of pyroelectric current.
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Sputtering System
Deposition of gold electrodes on composite films.
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Fabrication of composite foils by compression molding.
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Sawyer-Tower Circuit
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