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镧掺杂Bi(Ni2/3Ta1/3)O3–PbTiO3陶瓷的介电、铁电和光伏特性
摘要： 采用传统固相反应法制备了不同La含量掺杂的Bi(Ni2/3Ta1/3)O3-PbTiO3陶瓷。对比研究了La掺杂与非掺杂陶瓷的电学性能。随着La掺杂量增加，居里温度TC线性下降，而室温介电常数ε'RT升高。虽然剩余极化强度Pr降低，但由于从铁电相到顺电相的转变，双极应变S(%)随La含量增加而提升。Bi0.7La0.3(Ni2/3Ta1/3)O3-PbTiO3陶瓷展现出最大双极应变S(0.42%)。当La含量达50%时，铁电性能显著劣化。La掺杂使Bi(Ni2/3Ta1/3)O3-PbTiO3陶瓷的光电压显著提高：15%La掺杂时达到最大光电压27V，但50%La掺杂因铁电性衰退使光电压降至0V。该体系对入射光的光伏响应速度约为0.5ms。因此，La掺杂Bi(Ni2/3Ta1/3)O3-PbTiO3陶瓷的应变特性和光伏性能较未掺杂样品均有显著提升。
关键词： 陶瓷、铁电体、电介质、光伏材料
更新于2025-09-11 14:15:04
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《AIP会议论文集》[作者：第六届数学、化学与物理科学与工程国际会议：ScieTech18：自然数学 - 科学 - 印度尼西亚雅加达（2018年1月20-21日）] - 用于预测ZnO铁电性质的朗道-哈拉特尼科夫修正模型
摘要： 对动态朗道-卡利亚特尼科夫（LK）模型进行改进以计算氧化锌（ZnO）材料的极化回线曲线。采用塞耶-塔电路测量氧化锌（ZnO）的铁电极化回线。将改进的朗道-卡利亚特尼科夫模型与实验数据进行拟合，通过R加权因子（Rwp）评估该模型相对于实验数据的精度。结果表明：改进模型的精度良好（Rwp<10%），与实验数据吻合度较高。
关键词： 氧化锌，铁电体，朗道-德文希尔理论
更新于2025-09-11 14:15:04
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多孔陶瓷的最新进展 || 多孔纯相及锆/锡掺杂纳米晶钛酸钡陶瓷的物理性能
摘要： 通过固态与机械化学相结合的方法制备了多晶BaTiO3和Ba(Ti0.96SnxZr0.04-x)O3陶瓷（x=0.02-0.04），并采用X射线衍射对其室温相组成进行了表征。发现其晶体结构分别呈现立方对称性和四方对称性。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)和密度仪测定的晶粒尺寸与孔隙率显示：随着掺杂浓度增加，相对密度分别呈现减小和增大趋势。介电常数与损耗随频率及温度的变化表明：Ba(Ti0.96Sn0.03Zr0.01)O3在室温下具有1660的最大介电常数。BT的剩余极化强度(Pr)和矫顽场(Ec)分别为581.73 V/cm和0.27 μC/cm2。锡含量增加导致Pr值分别提升至0.58、3.07、3.73 C/cm2，Ec值分别提升至1766.8、2855.7、2661.1 V/cm，预计这将显著降低多层陶瓷电容器的厚度。多晶Ba(Ti0.96Sn0.02Zr0.02)O3在宽频温域内的阻抗谱显示：400°C时奈奎斯特图呈现晶粒与晶界共存特征，且该材料具有负温度系数电阻(NTCR)特性。介电弛豫表现出非德拜特性。
关键词： 多孔陶瓷、钛酸钡、掺杂、多层陶瓷电容器、铁电体
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于Bi1?xLaxFeO3钙钛矿薄膜的高效新型光伏器件
摘要： 本研究探讨了以多晶镧掺杂铁酸铋薄膜（Bi1?xLaxFeO3，0.1 ≤ x ≤ 0.4）作为光吸收组件的光伏电池。采用新型电池结构——双层二氧化钛薄膜作为顶电极、准固态聚合物电解质薄层作为背电极，当x ≥ 0.2样品组装的电池器件效率显著提升，该现象与Bi1?xLaxFeO3从铁电相到非铁电相的结构转变同步发生。在1倍太阳光照下，x=0.2电池的光电转换效率达0.13%，对应镧组分短路电流密度为0.35 mA·cm?2。较高镧组分在开路(OC)至短路(SC)扫描方向出现滞后行为，可能源于极化效应。x ≥ 0.2的结果较铁酸铋基体系性能改善，表明非铁电晶体结构的稳定化有助于提升光生电子-空穴对分离效率或增强电荷传输。该发现为实现易制备的无机固态光伏器件迈出重要一步。
关键词： 铁电体、光伏电池、功率转换效率、准固态聚合物电解质、Bi1?xLaxFeO3、非铁电体、TiO2
更新于2025-09-10 09:29:36
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采用I积分法研究大规模畴变对三维铁电单晶中裂纹强度因子的影响
摘要： 由于铁电材料固有的脆性，在极端机电载荷作用下容易发生断裂。其断裂过程通常伴随大规模畴变现象。本文通过向当前状态施加虚拟载荷增量，建立了三维铁电材料中裂纹的相互作用积分（I积分）方法。与广泛应用的畴变增韧模型不同，I积分不受小尺度畴变限制。通过设计虚拟载荷增量的方式，该方法可实现不同断裂模式强度因子的分离。由于I积分与积分体积无关，可直接提取弯曲裂纹前沿的局部强度因子?；谡庑┯攀疲琁积分方法在大规模畴变条件下铁电材料断裂分析中极具应用前景。此外，结合相场模型，该方法被用于模拟含半圆形表面裂纹的纳米级PbTiO3铁电单晶拉伸试验。结果表明：当外加载荷超过临界值时，会出现多种极化对分布模式。稳定畴结构被裂纹所在平面分割为两层，每层最终均形成若干极化涡旋。除几何构型与载荷条件外，裂纹前沿相对于极化涡旋的位置是影响应力强度因子畴变诱导变化的关键因素。
关键词： 裂纹，相互作用积分（I积分），大尺度畴变，相场模型，铁电体，强度因子
更新于2025-09-10 09:29:36
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掺铒(Bi0.4Na0.4Sr0.2)TiO3陶瓷的晶格占位与电场诱导应变响应
摘要： 通过固相反应法，按照A位施主（Bi0.4-x/3Na0.4-x/3Sr0.2-x/3Erx）TiO3（x=0、0.015和0.02）和B位受主（Bi0.4Na0.4Sr0.2）Ti1-yEryO3（y=0、0.015和0.02）的取代掺杂机制制备了掺铒(Bi0.4Na0.4Sr0.2)TiO3粉体。两种情况下，室温X射线衍射分析均显示随着铒含量增加晶胞体积减小，表明A位占据在热力学上更有利。在25-175°C温度范围内，A位掺杂陶瓷（特别是x=0.015）表现出最大可实现电场诱导应变的热稳定性增强。重要的是，这种微量掺杂水平还降低了高温介电损耗，并导致从非遍历型到遍历型弛豫行为的转变。这些结果可能进一步推动对这类无铅压电陶瓷中其他微量掺杂剂影响的研究。
关键词： ??，应变，陶瓷，铁电体
更新于2025-09-10 09:29:36
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0.963(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?0.037(Bi0.50Na0.50)HfO3陶瓷的优异压电性能、相变及畴结构
摘要： 出于环?？悸?，用无铅压电材料替代现有含铅压电材料的需求日益迫切。本文报道了一种通过两步烧结固相反应法制备的致密0.963(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?0.037(Bi0.50Na0.50)HfO3无铅陶瓷的压电性能、相变及畴结构。该材料在室温下具有较大的压电系数d33=512 pC/N和平面机电耦合系数kp≈0.54。介电测量表明，加热过程中菱方-正交、正交-四方和四方-立方相变分别发生在-30°C、57°C和238°C。X射线衍射分析显示室温下晶体结构主要为正交相。通过酸蚀技术研究了畴结构，极化后的陶瓷显示出长平行条纹畴图案，部分宽条纹中存在分级纳米畴结构。优异的压电性能归因于菱方-正交和正交-四方相变以及特征性畴结构。
关键词： 相变、压电性、无铅陶瓷、陶瓷、铁电体、畴结构
更新于2025-09-10 09:29:36
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银纳米粒子在铁电衬底上的温度依赖性分布：分子动力学模拟
摘要： 银纳米颗粒已被广泛用作化工行业的催化剂。然而，由于活性位点仅位于催化剂颗粒表面，银的聚集限制了其催化效率。本文报道了银在不同铁电极化表面上的表面聚集动力学及温度依赖行为，同时采用耗散粒子动力学方法和密度泛函理论探讨了通过减小粒径获得银分散形态的途径。具有向上极化的表面为银提供了更多电子，这是形成银分散形态的原因。
关键词： 铁电体、形貌、纳米
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过改进的聚合复合法合成的纳米晶KNbO?的铁电行为
摘要： 研究了颗粒纳米晶尺寸对KNbO3铁电性能的影响。分别采用P-E电滞回线、差示扫描量热法(DSC)和透射电子显微镜(TEM)技术，研究了纳米晶体的滞后参数、相变温度和畴形态等特性。通过改进的聚合复合法合成了纳米晶KNbO3化合物，并利用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱表征了室温结构相。采用场发射枪扫描电子显微镜(FEG-SEM)观察了颗粒的尺寸和形貌。结果表明，粒径50-250 nm的纳米颗粒极化值<1 μC/cm2，在312℃和87℃分别发生立方-四方和四方-正交相变。虽然极化值较文献报道的块体材料小，但P-E回线特征、相变行为及60°、90°和180°畴结构的存在表明，KNbO3在纳米尺度仍保持铁电特性。
关键词： 域结构、纳米晶材料、相变、铁电体
更新于2025-09-10 09:29:36
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温度驱动的相变及Ba(Ti0.92Sn0.08)O3无铅陶瓷压电响应增强
摘要： 铁电相共存或转变是产生高压电性能的重要策略。本研究详细探究了Ba(Ti0.92Sn0.08)O3(BTS0.08)陶瓷中温度诱导的相结构演变与小信号压电响应d33、偏置场压电活性dmax33(E)、单极与双极应变压电输出d*33的关联。温度驱动下依次发生约14°C（菱方R→正交O）、38°C（O→四方T）和61°C（T→立方C）的连续相变。T-C相变区获得最高d33值675 pC/N，而O-T相边界处则呈现最高dmax33=1170 pm/V、双极d*33=822 pm/V及单极d*33=1318 pm/V。温度驱动相变展现的压电性能增强幅度可与成分诱导相边界相媲美。这些特征表明通过调控相边界类型是设计高性能压电器件的有效方法。
关键词： 相变，无铅压电陶瓷，铁电体，相界
更新于2025-09-10 09:29:36