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全无机钙钛矿CsPbBr3量子点的铁电性证据
摘要： 卤化物钙钛矿中兼具铁电性与光学特性的组合因其光电与能源应用潜力而备受关注。然而，关于全无机卤化物钙钛矿量子点铁电性的研究报道极少。本文报道了具有0.25 μC/cm2饱和极化强度的CsPbBr?量子点（QDs）展现出优异铁电性。通过差示扫描量热仪（DSC）、X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）分析揭示：CsPbBr? QDs的铁电-顺电相变机制源于立方相（????3??）向正交相（Pna21）的转变。在正交相CsPbBr?中，[PbBr?]??八面体结构单元的畸变及Cs?离子偏心位移导致正负电荷中心轻微分离，从而产生铁电特性。328 K至78 K变温发射光谱显示绿色发光随相变逐渐红移。该发现为探索无机铅卤钙钛矿的铁电-光学特性以实现高性能多功能材料开辟了新途径。
关键词： CsPbBr3量子点、全无机钙钛矿、相变、光电器件应用、铁电性
更新于2025-09-16 10:30:52
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含钼和镁的铁电钛酸钡衍生物在透明光伏领域的应用
摘要： 采用第一性原理方法，我们研究了源自钛酸钡的[Ba(Mo1/2,Mg1/2)O3]x-[BaTiO3]1?x固溶体的电子特性，该材料有望成为光伏器件的候选材料。通过聚焦带隙及其成因，我们探究了[Ba(Mo1/2,Mg1/2)O3]x-[BaTiO3]1?x中不同可能的钼镁含量、排列方式及相态的影响。研究发现，在菱方相中具有2.6电子伏特带隙的[Ba(Mo1/2,Mg1/2)O3]0.25-[BaTiO3]0.75是透明光伏器件的可行候选材料。所有情况下，[Ba(Mo1/2,Mg1/2)O3]x-[BaTiO3]1?x材料均表现出自发极化特性，可利用体光伏效应，原则上这些材料的功率转换效率可能突破肖克利-奎伊瑟极限。
关键词： 铁电性、光伏效应、透明、带隙、钛酸钡
更新于2025-09-11 14:15:04
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采用脉冲激光沉积法制备的Pr掺杂(Bi0.5Na0.5)TiO3-BaTiO3薄膜中的铁电/光致发光效应
摘要： 本工作在SrRuO3电极的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3单晶衬底上制备了(100)取向的Pr掺杂(Bi0.5Na0.5)TiO3-BaTiO3铁电/荧光复合薄膜。研究了其相结构、畴结构、铁电性能及荧光特性。结果表明Pr-BNBT薄膜具有纯相结构、致密微观形貌，并呈现面外(100)取向?；竦昧耸Ｓ嗉慷仍?8 μC/cm2的清晰铁电滞回曲线及明显荧光发射谱?；谘沟缌ο晕⒕当碚髁颂绯虢峁?，测得畴尺寸约100 nm。该铁电/荧光多功能薄膜在多功能MEMS执行器与光学器件领域具有应用潜力。
关键词： 薄膜、掺镨、铁电性、光致发光、脉冲激光沉积
更新于2025-09-11 14:15:04
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钙钛矿太阳能电池中的铁电性与稳定性测量
摘要： 随着现代钙钛矿太阳能电池的铁电特性日益被学界认可，新的问题也随之产生：极性畴内的微观电场如何影响器件性能？针对光吸收层中的铁电效应，测量流程又该如何调整？这在太阳能电池老化测试中常见的长期连续测量场景下尤为重要。本文从视角出发，探讨了低驱动电压或光照条件下缓慢极化可能引发的效应，以及高温加速老化过程中跨越居里温度引发相变的影响。我们阐明了为何评估钙钛矿太阳能电池寿命时必须审慎考量铁电效应，以及器件可比性存在哪些局限。
关键词： 钙钛矿太阳能电池、稳定性、铁电性、表征
更新于2025-09-11 14:15:04
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铁电VDF/TFE 94/6共聚物中高温空间电荷弛豫的结构特性
摘要： 研究了铁电偏氟乙烯（VDF）/四氟乙烯（TFE）94/6共聚物各向同性薄膜在亚稳态下的结构变化。该亚稳态归因于c晶型。采用介电弛豫谱技术研究了空间电荷弛豫过程，在高温下观察到两种弛豫现象。其中一种被归因于铝电极上积累的空间电荷弛豫，这些电荷可能因聚合物表面形成的新官能团而部分受阻。薄膜从熔体再结晶时会伴随少量a晶型的生成，这导致空间电荷弛豫过程的活化能降低。
关键词： 铁电性、介电性能、结晶、含氟聚合物
更新于2025-09-10 09:29:36
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理解铁电薄膜中铁弹畴对热释电效应和电卡效应的作用
摘要： 多畴铁电体中由温度和电场诱导的结构转变会显著影响其电热响应特性。本研究通过四方相铁电体PbZr0.2Ti0.8O3薄膜实验探究了铁弹畴对热释电和电卡效应的作用机制。利用外延应变稳定了覆盖广阔热力学相空间的丰富铁弹多畴态。通过温度依赖性扫描探针显微镜、X射线衍射和高频相位敏感热释电测量，定量研究了畴结构在温度扰动下的重构倾向。进而阐明了仅由铁弹畴构型变化引起的"非本征"热释电贡献随外延应变的函数关系。此外，采用高灵敏度薄膜电阻测温技术首次直接测量了这些多畴薄膜的电卡温变。结果表明：压缩应变下温度与电场驱动的畴构型转变会同时削弱热释电和电卡效应；而拉伸应变则通过完全相反的非本征贡献机制增强这两种响应特性。
关键词： 电卡效应、铁弹畴、铁电性、热释电效应、熵
更新于2025-09-10 09:29:36
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共掺杂BaTiO?低带隙与铁电性的起源
摘要： 我们最近在BaTi1?x(Mn1/2Nb1/2)xO3中展示了具有可见光吸收能力的最低带隙铁电材料，该材料是光电器件的理想候选材料。通过结合X射线光谱和密度泛函理论(DFT)计算，我们在此阐明了该化合物的电子结构以及Mn掺杂引起的变化。特别是，我们能够合理解释为何该化合物在Mn掺杂导致光学带隙显著减小的情况下仍能保持其铁电性。利用Ti K边、Mn K边和O K边的X射线吸收研究了局部电子结构和原子配位，结果表明对母体四方铁电体系BaTiO3仅有微小畸变，从而为尽管掺杂仍能大幅保持铁电性提供了线索。Ti K边的特征对局部对称性敏感并指示Ti在Ti-O6八面体中的偏心位移，这些特征随掺杂呈现适度变化并有力佐证了我们测量的极化值。共振光电子能谱结果表明带隙减小的起源在于新产生的与O 2p态杂化的Mn d能带。O K边的X射线吸收光谱为母体化合物导带下方存在新态提供了证据，表明了促进带隙减小的额外贡献。
关键词： 铁电性、锰掺杂、X射线光谱学、带隙、密度泛函理论、钛酸钡
更新于2025-09-10 09:29:36
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钴取代对铁电铌酸钾钠（K0.5Na0.5NbO3）陶瓷多铁性特征的影响
摘要： 研究了钴掺杂KNN[K0.5Na0.5Nb1?xCoxO3，0.02 ≤ x ≤ 0.05]陶瓷的室温多铁性行为。X射线衍射和选区电子衍射分析证实所有组分均结晶为单一相（正交晶系，Amm2），未形成钴团簇及Co3O4等第二相。通过X射线光电子能谱测量研究了样品中Co2+氧化态和氧空位的存在情况。紫外-可见吸收光谱显示KNN中随钴浓度增加带隙发生变化。磁测量表明样品以Co2+通过F0心和O2?介导的Co2+–Co2+交换相互作用为主导的反铁磁耦合为主。磁测量还在KNaNb1?xCoxO3（x = 0.03, 0.04, 0.05）样品中观察到交换偏置（EB）效应。此外发现Co′′′Nb与氧空位形成的缺陷复合体增强了K0.5Na0.5Nb1?xCoxO3陶瓷的介电、铁电和压电性能。
关键词： 多铁性、钴取代KNN、铁电性、交换偏置、反铁磁性
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于HfO?的外延薄膜中由铁弹畴转变介导的铁电性
摘要： 本文展示了铁电薄膜中从非极性b轴向极性c轴取向畴的铁弹畴转变。扫描透射电子显微镜（STEM）对7% YO1.5掺杂HfO2（YHO-7）外延薄膜的观测表明：采用脉冲激光沉积法在Sn掺杂In2O3/(001)YSZ衬底上制备的原始薄膜，其极化方向倾向于沿面内取向以避免面外方向较强的退极化场。施加电场有助于YHO-7薄膜发生铁弹畴转变。该薄膜通过极化方向从面内向面外的重定向及介电常数的提升，展现出饱和极化强度约30 μC/cm2的显著铁电特性。针对原始区域与极化区域的同步辐射X射线衍射聚焦光束测量显示：当仅允许存在于非极性b轴取向的奇数级反射峰消失时，证实发生了铁弹90°畴转变。STEM观测同时发现c轴取向畴显著增加。这一铁弹畴转变现象强有力地支持了HfO2铁电性源于非中心对称正交相的结论。
关键词： 铁电性、铁弹畴翻转、外延薄膜、氧化铪
更新于2025-09-10 09:29:36
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采用改进固相反应法制备的Sm掺杂BiFeO3陶瓷的介电、铁电和磁性能
摘要： 采用改进的固相反应法制备了钐掺杂BiFeO3（BFO）材料，该方法在烧结过程中采用快速升降温工艺。钐掺杂量控制在1-8摩尔%范围内。通过优化烧结温度和退火温度等工艺参数获得高质量样品，根据介电性能测试确定最佳烧结温度为300℃、退火温度为825℃。所有样品均呈现无漏电流的方形铁电滞回线，其中5摩尔%掺杂样品的剩余极化强度达到最大值（约35μC/cm2）。钐掺杂后剩余磁化强度显著提升，8摩尔%掺杂样品具有最大的剩余磁化强度（0.007emu/g）。结果表明：该改进固相反应法能有效制备高质量BiFeO3陶瓷，而钐掺杂可同步改善材料的铁电与磁学性能。
关键词： 电介质，钐掺杂剂，磁性，铁电性，BFO（铋铁氧体）
更新于2025-09-10 09:29:36