Behavior of Optical Phonons near the Diffuse Phase Transition in Relaxor Ferroelectric PbMg1/3Ta2/3O3
研究了弛豫铁电体PbMg_(1/3)Ta_(2/3)O_3(PMT)单晶在20 - 295 K温度范围内的拉曼散射。在扩散相变中发现了积分强度和拉曼谱线轮廓的反常温度依赖性。的异常之间的相关性的综合强度和分散的介电响应进行了观察。讨论了喇曼谱线随温度降低的畸变。
2004-09-08 cond-mat.mtrl-sci
High temperature memory in (Pb/La)(Zr/Ti)O_3 as intrinsic of the relaxor state rather than due to defect relaxation
最近的研究表明,在弛豫铁电体(Pb/La)(Zr/Ti)O_3(PLZT)中,多个时效阶段的记忆现象,在某些玻璃态系统中,只有在玻璃转变温度以下才可能出现,但在该温度范围以上也会出现。怀疑存在是否在这样的高温下的记忆是固有的玻璃弛豫状态,而是由于移动缺陷的迁移。结果表明,O空位、H缺陷和它们电离产生的移动电荷等移动缺陷对PLZT 9/65/35的电阻率和弹性柔量的记忆性没有增强,反而有抑制作用。此外,记忆力急剧下降,在La含量略低于弛豫区的相图,除非老化是长期(几个月在室温下)。这被认为是作为证据,在非弛豫的情况下,内存确实是由于缓慢迁移的缺陷,而在La丰富的情况下,它是内在的弛豫状态,甚至以上的磁化率最大的温度。
2006-06-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Dynamic behavior of polar nanoregions in re-entrant relaxor 0.6Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-0.4PbTiO3
极性纳米区的存在是弛豫铁电体最重要的特性,然而,PNR的尺寸确定和动力学仍然不确定。我们发现复合钙钛矿氧化物0.6Bi(Mg_(1/2)Ti_(1/2))O_3 - 0.4PbTiO_3中同时存在重入弛豫行为和铁电-顺电转变。用唯象统计模型描述了两种介电反常现象:低温再入弛豫相变和高温扩散相变。得到了对应于两种铁电态的两种极性纳米区的尺寸。利用等温电模量分析了PNR的动力学过程,发现PNR的扩散相变、形成和凝固存在3个临界温度。PNR演化的温度演化取决于铋的化学计量。研究结果为PNR的动力学行为和重入弛豫行为的调控提供了新的思路。
2021-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Structure and relaxor ferroelectric behavior of novel tungsten bronze type ceramic, Sr5BiTi3Nb7O30
采用传统固相反应法制备了一种新型无铅钨青铜陶瓷Sr 5 BiTi 3 Nb 7 O30。室温晶体结构显示出中心对称空间群为P4/mbm的平均结构。介电常数的温度依赖性表明,Sr 5 BiTi 3 Nb 7 O30是一个铁电弛豫体,其Tm接近260 K。与Sr 6 Ti 2Nb 8 O30相比,该陶瓷表现出更强的频散和更低的相变温度。一个宏观的和唯象的统计模型来描述它们的介电响应的温度依赖性。计算得到的Sr 5 BiTi 3 Nb 7 O30和Sr 6 Ti 2Nb 8 O30的极性纳米区(PNR)尺寸表明,前者较强的扩散相变与A位和B位的无序有关.较小的PNR可以在较低的温度下被激活,但具有较小的电偶极矩。这是具有较低Tm和介电常数的Sr 5 BiTi 3 Nb 7 O30的弛豫行为的起源。PNR与具有极性空间群P4 bm的局部结构有关,这有助于弛豫行为的介电频率色散。这一工作为钨青铜型氧化物弛豫铁电体的发展开辟了一条有希望的可行途径。
2022-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Vacancies on Properties of Relaxor Ferroelectrics: a First-Principles Study
采用第一性原理模型研究了铅空位对弛豫铁电体Pb(Sc 1/2Nb 1/2)O3(PSN)性质的影响.铅空位产生大的、不均匀的电场,其降低不同极化方向的能量最小值之间的势垒。这自然解释了为什么具有显著铅空位浓度的弛豫体在较低温度下具有加宽的介电峰,以及为什么铅空位在PSN中的铁电转变附近涂抹属性。我们也重新考虑传统的智慧,铅空位减少介电响应的幅度。
2006-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Anelastic relaxor behavior of Pb(Mg1/3Nb2/3)O3
用单悬臂梁动态力学分析仪在170 ~ 320 K、0.1 ~ 50 Hz的温度范围内测量了弛豫型铌镁酸铅陶瓷Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3的弹性储能模量和损耗。的弹性磁化率(模量的倒数)的温度和频率的驱动力的依赖关系具有典型的弛豫行为,可以很好地描述与Vogel-Fulcher定律的特性。的Vogel-Fulcher关系的参数表现出类似的值的介电和滞弹性弛豫。滞弹性和介电弛豫行为之间的相似性和差异。
2013-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Universal relaxor polarization in Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 and related materials
研究了钙钛矿结构(1-x)Pb在[10^(-1)-10 ^(-5)] Hz到10^5 Hz频率范围内的介电常数e不同组成x = 0.35、0.25和0的(Mg 1/3 Nb 2/3)O 3-xPbTiO 3弛豫铁电陶瓷,其在低于扩散ε ′(T)最大值Tm的温度下表现出四方铁电体,菱形铁电体和非遍历弛豫相。之前在x=0.25的陶瓷中在接近和高于Tm的温度下观察到的普遍弛豫分散体也被发现存在于其他组合物中。这种色散由磁化率的实部和虚部对频率的分数幂依赖性来描述。普适弛豫极化率的实部仅占总介电常数ε '的相对小的一部分,但在高于Tm的宽频率-温度范围内,chi“U是对损耗的主要贡献。在高温阶段的二次发散的温度行为观察到的所有三个组合物研究。普遍的弛豫磁化率归因于极性纳米区域的极化,这是弛豫铁电体所固有的。这种极化的微观模型,根据该模型,极性纳米区域内的一些(“自由”)晶胞的偶极矩可以自由地选择几个不同的方向,而纳米区域的总矩的方向保持不变。相互作用的极性nanoregions的合奏描述在一个标准的球形模型,该模型预测的二次发散的磁化率高于临界温度,与实验结果一致。
2002-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Phase diagram of mixed system of ferroelectric relaxors in the random field theory framework
本文提出了一个基于随机场的模型来计算混合弛豫铁电体的物理性质。我们的模型很自然地包含了电偶极子的不同取向(与不同的固溶体组分有关)以及随机场场的非线性和相关效应的贡献。我们计算了转变温度$T_c$以及序参量与浓度和温度的关系。
2000-07-05 cond-mat.mtrl-sci
An Anomalous Phase in the Relaxor Ferroelectric Pb(Zn$_{1/3}$Nb$_{2/3}$)O$_3$
对Pb(Zn $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$)O $_3$(PZN)单晶样品的X射线衍射研究表明存在两种不同的结构。外层存在于晶体的最外$\sim$ 10 - 50 μ m中,并在居里温度$T_C\approx410$ K下经历结构相变。然而,内部阶段是非常不同的。晶体内部的晶格保持立方晶胞,而铁电极化在$T_C$以下发展。立方晶胞的晶格参数实际上保持恒定,即,与典型的弛豫铁电体相比,在15 K至750 K的宽温度范围内,变化小得多。另一方面,在$T_C$中布拉格峰的加宽和布拉格轮廓线形状在纵向和横向上的变化清楚地表明发生了结构相变。
2004-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Insight into dielectric response of ferroelectric relaxors by statistical modeling
铁电弛豫体是具有独特性质的复杂材料。它们的介电磁化率强烈地依赖于温度和探测频率,多年来一直引起研究人员的兴趣。在这里,我们报告了一个宏观和唯象的统计建模的基础上,调查和更好地了解如何弛豫的介电响应取决于温度的方法。采用麦克斯韦-玻尔兹曼分布,并考虑温度依赖的偶极取向极化率,我们提出了一个最小的统计模型和具体的方程来理解和拟合数值和实验介电响应随温度的变化。结果表明,该公式可以成功地拟合典型弛豫体的介电响应,(Zr,Ti)O $_{3}$,铅(Zn $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$)$_{0.87}$ Ti $_{0.13}$ O $_{3}$,Pb(Mg $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$)O $_{3}$ -0.05Pb(Zr $_{0.53}$ Ti $_{0.47}$)O $_{3}$,它展示了这种方法的普遍适用性。
2016-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Temperature independent diffuse scattering and elastic lattice deformations in relaxor PbMg1/3Nb2/3O3
本文报道了PbMg_(1/3)Nb_(2/3)O_3单晶在伯恩斯温度以上的中子漫散射实验结果。结果表明,高温弹性扩散组件是高度各向异性的低对称布里渊区和这种各向异性可以描述使用黄散射形式主义假设的散射起源于介观晶格变形由于弹性缺陷。该模型和实验数据之间的定性协议是实现简单的各向同性缺陷。结果表明,布拉格反射附近的弱卫星极大值可以解释为有限分辨率效应。
2011-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic clusters: a new perspective for relaxor-type room-temperature multiferroics
多铁性材料在传感器和存储器应用中是有前途的,但是尽管在其研究中投入了所有的努力,但迄今为止还没有报道在室温下同时显示铁电性和大磁化的单相材料。这种情况已经大大改善了在新的弛豫铁电单相,其中极性纳米区域(PNR)转化为静态PNR(SPNR)的压电响应力显微镜(PFM)证明,同时使全等多铁性集群(MFC)出现从固有的铁磁Bi(Fe,Co)O3区域验证由磁力显微镜(MFM)和二次离子质谱(SIMS)。在这些MFC上,非常大的直接和逆磁电耦合系数,在室温下,分别测量PFM和MFM。我们期望的非遍历弛豫性能,这是由Bi0.5K0.5TiO 3组件发挥重要作用,在强ME耦合,通过提供一个电气和机械灵活的环境MFC。这类新的非遍历弛豫多铁性材料具有很大的应用潜力。特别是ME纳米点存储设备的前景似乎很吸引人。
2016-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Origin Of the enhanced flexoelectricity of relaxor ferroelectrics
我们测量了组分位于弛豫-铁电相界的Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3单晶的弯曲诱导极化。该晶体显示非常大的挠曲电性,与flexocoupling系数的数量级大于由Kogan和Tagantsev的理论设定的理论上限。这种增强在释义中持续到与晶体中弹性软化的开始相一致的温度T*。对弛豫铁电体的挠曲电性、介电性和弹性性质的温度依赖性和相互关系的分析表明,弛豫铁电体的大弯曲诱导极化不是由固有的巨大挠曲电性引起的,而是由极性纳米孪晶的重取向引起的,在低于T* 时,这些纳米孪晶变得具有铁弹活性。
2013-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric properties of relaxor-ferroelectric ceramic and single crystal Pb(In$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_{3}$-Pb(Mg$_{1/3}$Nb$_{2/3}$)O$_{3}$-PbTiO$_{3}$ at cryogenic temperatures
我们利用介电常数测量研究了Pb(In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$)O $_{3}$ -Pb(Mg $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$)O $_{3}$ -PbTiO $_{3}$的低温行为。我们比较了单晶片在[001]和[111]方向上测量与相同组成的多晶陶瓷。极化晶体的行为非常不同的非极化晶体,而陶瓷的介电谱变化很小的极化。在100 K附近极化的[001]晶体中观察到的大的频率依赖性介电弛豫在[111]晶体中不太突出,并且在陶瓷中不发生。弛豫铁电晶体的低温动力学与材料的制备条件和微观结构有关。
2018-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Soft Mode Dynamics Above and Below the Burns Temperature in the Relaxor Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3
本文报道了在400 - 1100 K温度范围内,对弛豫Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3中最低能量横光学(TO)声子支的中子非弹性散射测量。远高于Burns温度T_d ~ 620 K,我们观察到在所有波矢q上都有定义明确的TO模传播,以及一个以与铁电软模一致的方式软化的区心TO模。低于T_d时,区域中心TO模式过阻尼。该阻尼延伸到瀑布波矢量q_wf,但不超过瀑布波矢量q_wf,瀑布波矢量q_wf是PNR的平均大小的度量。
2001-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Effects of ac-field amplitude on the dielectric susceptibility of relaxors
模拟了弛豫器中局部自发极化的热激活翻转,研究了外加交流场幅度对介电极化率的影响。在低温下,磁化率随振幅的增大而增大。在高温下,磁化率经历一个平台期,然后下降。磁化率的温度依赖性的最大值移动到较低的温度时,振幅增加。振幅和频率对磁化率的影响具有相似性。
2000-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Ferroelectric Ordering in the Relaxor Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 as Evidenced by Low-Temperature Phonon Anomalies
在10<=T<=750 K时,用中子散射法测量了Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3(PMN)的最低能TO声子.在Burns温度T_d = 620 K以下被极性纳米区过阻尼的软模在220 K以下令人惊讶地恢复。软模能量hw 0^2的平方随温度的降低而线性增加,并且与铁电软模的行为一致。在10 K时,hw 0达到11 meV,与在低温下在铁电Pb(Zn 1/3 Nb 2/3)O3中观察到的相同值。TA声子在T_d处出现异常展宽,在220 K处消失,与TO模的恢复相一致。这些动力学表明,一个良好的铁电状态是建立低于220 K。
2002-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Memory of multiple aging stages above the freezing temperature in the relaxor ferroelectric PLZT
测量了弛豫铁电体PLZT 9/65/35在不同冷却和加热条件下的动态介电常数和弹性柔量,以研究材料的老化和记忆。多个老化阶段的记忆已被发现(几个下降的磁化率曲线加热),在自旋玻璃系统低于玻璃化转变。值得注意的是,在PLZT中,在从动态磁化率推导出的冻结温度以上,记忆也被保留。根据自旋和偶极玻璃中的老化和记忆的现有模型的结果进行了讨论。
2004-07-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Theory of the size effect of the properties of the relaxor ferroelectric films
首次提出了在随机场理论框架内计算弛豫铁电薄膜性质的模型。我们考虑了薄膜和衬底之间的失配应变以及引起应变薄膜内建电场的表面压电效应。在统计理论框架下,计算了以电偶极子和电单极子为场源的随机场分布函数。结果表明,随着厚度的减小,平均场减小,而分布函数的宽度增加。这导致与体弛豫剂相比,膜中的相变的额外拖尾。作为例子,得到了薄膜的序参量和介电常数随薄膜厚度、温度和随机场分布函数参数的变化关系。对于自支撑膜,预测了弛豫态转变为玻璃态的临界厚度的存在。与此相反,失配应变诱导铁电相的出现似乎是可能的一些对薄膜-衬底。我们证明了弛豫铁电薄膜的磁化率温度最大值随频率的漂移服从Vogel-Fulcher定律,其参数依赖于薄膜厚度。首次得到了凝固温度和激活能随膜厚的变化关系,即凝固温度随膜厚的减小而降低,激活能随膜厚的减小而增大。所得结果与已有的PbMg_(1/3)Nb_(2/3)O_3弛豫薄膜的实验数据定量一致。
2005-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopic investigation of relaxor behavior in Pr doped SrTiO3 and Origin of Fano resonance
详细的拉曼光谱研究多晶Sr_(1-x)Pr_xTiO_3(x=0.01,0.025,0.05,0.075,0.09,0.13,0.15,0.17)样品阐明弛豫铁电体的微观机制。极模被观察到非常高的温度~1000 K,这表明偶极子存在的温度远高于特征弛豫温度,它们在505 K时产生短程相关,导致PNR的形成。在T~505 K以下的冷却过程中,TO 2极性模表现出异常软化,支持PNR的生长。Fano共振在Pr掺杂的化合物中报道,其随着掺杂的增加而减小。Pr掺杂SrTiO_3的研究表明,TiO_6的八面体倾斜度随极化模强度的变化而变化,因此可以作为弛豫跃迁的序参量。研究表明,该化合物的顺电-弛豫铁电相变是随机极化率不稳定性驱动的现象,并与局域八面体倾斜角有关。研究结果支持了晶格不稳定性和极不稳定性在全局尺度上的竞争和抵消,而在局域尺度上的合作。在与介电异常有关的温度区间内,观察到了材料局部结构的调制,这是以前没有用任何结构工具研究过的。
2019-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Origin and stability of the dipolar response in a family of tetragonal tungsten bronze relaxors
用介电谱研究了一个新的具有四钨青铜结构的弛豫型晶体(名义成分为Ba_6M_3 + Nb_9O_(30),M_3 += Ga,Sc或In),以探测动态偶极响应,并将其与粉末中子衍射确定的晶体结构相关联。复介电函数的实部和虚部的独立分析被用来确定特征温度参数,TVF,和TUDR,分别。在每种组合物中,这两个温度与最大晶体学应变的温度相关,Tc/a由衍射数据确定。整体行为与偶极冻结一致,并且数据表明,偶极稳定性随着M3+阳离子尺寸的增加而增加,这是由于晶胞的四方性增加。晶体学数据表明,这些材料是单轴弛豫的偶极矩主要限于B1阳离子网站的结构。松弛行为的可能起源进行了讨论。
2011-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Bipolar electrocaloric effect in Pb1-xGdx(Mg1+x/3Nb2-x/3)O3 ceramic: relaxor with super-dipolar glass state
电热(EC)效应计算Gd取代PMN(x = 0至0.1)弛豫温度依赖的热容和极化测量,使用热力学麦克斯韦方程。极化随温度的变化揭示了玻璃化转变温度附近的异常行为,这是在附近的交叉从积极到消极的EC效应,这是解释唤起的临界减速的极性纳米域的动力学超偶极玻璃态冷却后。最大负EC系数随x从164 K时的0.4 K-mm/kV下降到0.1 K-mm/kV。
2018-09-07 cond-mat.mtrl-sci
X-Ray Diffuse Scattering Study on Ionic-Pair Displacement Correlations in Relaxor Lead Magnesium Niobate
本文用X射线漫散射技术研究了室温下弛豫镁酸铅($Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_{3}$)中离子对等时位移关联。定量地确定了不同相关性的函数。结果表明,Pb-O、Mg/Nb-O和O-O'对的菱面体极性相关性非常强。它们的空间分布形成半径为30-80 $Å$的椭圆或球体。对系统中局部结构的观察证明了顺电态中极性微区的偶然存在,这导致了介电色散。
2001-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Origin of relaxor behavior in barium-titanate based lead-free perovskites
众所周知,无序弛豫铁电体具有局域极性相关。然而,对于不同的取代类型,破坏长程极性顺序的局部化场的起源尚不清楚。目前,已知在钛酸钡晶格的B位处与Ti 4+具有相同化合价的取代基产生诱导弛豫行为的Ti-O-Ti链的随机破坏。另一方面,调查晶格破坏和弛豫行为所造成的不同价的取代基在B-网站是更复杂的,由于同时发生的电荷不平衡和取代基阳离子的位移。本文提出了杂价改性钛酸钡陶瓷在低取代基含量(< 10%)时弛豫行为的有效电荷介导机制。这些结果将为目前对化学改性铁电材料中弛豫行为的理解增加学分,并承认缺陷(如阳离子空位)在晶格破坏中的关键作用,为介电和储能应用领域中基于化学的材料设计铺平道路。
2021-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Electrocaloric effects in the lead-free Ba(Zr,Ti)O$_{3}$ relaxor ferroelectric from atomistic simulations
采用原子有效哈密顿方法研究了Ba(Zr $_{0.5}$ Ti $_{0.5}$)O $_{3}$(BZT)弛豫铁电体的电热效应.我们发现,EC系数在任何温度下随电场非单调变化,呈现出最大值,可以追溯到BZT的极性纳米区域的行为。我们还介绍了一个简单的朗道为基础的模型,再现的EC行为的BZT作为场和温度的函数,这是直接适用于其他化合物。最后,我们确认,对于低温(即,在非遍历条件下),测量EC响应的通常间接方法提供了与场诱导温度变化的直接评估定量不同的估计。
2017-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Origin of Diffuse Scattering in Relaxor Ferroelectrics
利用高压变温单晶同步辐射X射线测量和基于第一性原理的分子动力学模拟研究了弛豫铁电系统PSN(PbSc $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ O $_3$)的漫散射。恒温实验表明,在不同的温度下,压力诱导的弛豫相的转变,其特征在于蝴蝶和棒状的扩散散射周围的$\{$ h 00 $\}$和$\{$ hh 0 $\}$布拉格点,分别。模拟再现了观察到的漫散射特征以及它们的压力-温度行为,并表明它们是由化学有序区域之间的极化相关性引起的,在以前的模拟中,这些区域表现为极性纳米区域。模拟还显示出径向漫散射(朝向和远离{ \bf Q}=(000)),即使在顺电相中也持续存在,与以前对(PbMg $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$ O $_3$)(PMN)的中子实验一致。
2009-08-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Anomalous transverse acoustic phonon broadening in the relaxor ferroelectric Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3
在弛豫铁电化合物Pb(Mg)$_{1/3}$ Nb $_{2/3})_{0.8}$ Ti $_{0.2}$ O $_3$(PMN-20%PT)中观察到的横向声学(TA)声子的本征线宽$Γ_{TA}$在650 K附近开始随温度的降低而变宽,比铁电转变温度$T_c$($\sim 360$ K)高近300 K.我们推测,这种异常的行为是直接相关的极化,纳米尺寸,在伯恩斯温度$T_d$区域的冷凝。我们还观察到以前在纯PMN中看到的“瀑布”异常,其中横向光学(TO)分支似乎在有限的动量转移$q_{wf} \sim 0.15$ $^{-1}$处急剧下降到TA分支。即使在高于$T_d$的温度下也能看到瀑布特征。后一个结果表明PNR作为动态实体存在于$T_d$之上。
2001-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Macroscopic polarization in the nominally ergodic relaxor state of lead magnesium niobate
研究了纯Pb(Mg 1/3 Nb 2/3)O3(PMN)晶体和陶瓷的宏观极性及其对外加电场和温度的动态响应。动态热释电测量提供了持久的宏观极性的样品的证据。低于和高于极化样品的Burns温度的退火实验将这种极性与极性纳米实体及其动力学的存在相关联。宏观极化反转所需的直流电场强度与动态非线性介电常数达到最大值时的交流场的幅度相似。因此,上述最大值与极性纳米实体的重新取向有关。结果质疑存在一个遍历状态的PMN低于伯恩斯温度。
2020-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Structure and Dynamics of the Ferroelectric Relaxors Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 and Pb(Zn1/3Nb2/3)O3
本文综述了两种超高压电弛豫体Pb(Mg 1/3 Nb 2/3)O3(PMN)和Pb(Zn 1/3 Nb 2/3)O3(PZN)的研究现状。1999年,Noheda等人在Pb(Zr 1-xTix)O3(PZT)中发现了单斜相,这迫使人们重新评估PZT以及PbTiO 3(PT)掺杂体系PZN-PT和PMN-PT中准同型相界附近的结构对称性。现在已知所有三个系统具有几乎相同的相图,其随着PbTiO 3浓度的增加而呈现菱形-单斜晶系-四方晶系结构序列。这些弛豫子的动力学性质由所谓的极性纳米区域(PNR)的独特性质控制,所述极性纳米区域首先出现在伯恩斯温度Td处,如由漫散射的开始所证明的。这种漫散射持续到PMN(220 K)和PZN(410 K)的居里温度以下的温度表明,这些弛豫体中的相变与普通铁电体中观察到的相变非常不同。在这方面,它们也不同于经常引用的基于与随机场效应类比的模型中的预期。
2002-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Direct Imaging of Temperature Evolution of Polar Nanoregions and Chemically Ordered Regions in PMN Relaxor: Evidence for Polar Phase Percolation
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University(东北大学前沿跨学科研究院);Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University(东北大学先进材料多学科研究中心);Shizuoka University(静冈大学);Institute of Science Tokyo(东京科学大学)
研究利用CBED与4D-STEM对Pb(Mg1/3Nb2/3)O3中PNRs和CORs进行实空间映射及温度依赖性研究,发现CORs抑制PNR生长,PNRs有渗流转变,支持随机场模型,为理解弛豫铁电体性能提供重要成像证据。
2026-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Critical Points in Ferroelectric Relaxors: Stuffed Tungsten Bronze K3Li2Ta5O15 and Lead Pyrochlore (Pb2Nb2O7)
合成了四元钨青铜K_3Li_2Ta_5O_(15)(KLT)的陶瓷样品,并通过X射线衍射、介电常数、超声光谱和热容测量表征了它的相变。KLT的空间群被报道为P4/mbm或Cmmm,当在用于固态合成的封闭坩埚内使用较高的挥发性K和Li分压时,发生正交畸变。数据显示出强烈的弛豫行为,随着探测频率f从1 MHz降低到316 Hz,两个介电相对介电常数峰值随104 K $\geqslant$ Tm 1 $\geqslant$ 69 K和69 K $\geqslant$ Tm 2 $\geqslant$ 46 K降低。实验数据符合Vogel-Fulcher模型,外推凝固温度ε'和ε”分别为Tf 1 =+15.8和-11.8 K,Tf 2 =-5.0和-15.0 K,f $\rightarrow$ 0(趋于dc)。因此,通过调谐频率,跃迁可以移动到绝对零度,这表明KLT具有弛豫型量子临界点。此外,我们已经重新分析了相互矛盾的文献Pb 2Nb 2 O 7烧绿石,这表明这也是一个弛豫型量子临界点的冻结温度从Vogel-Fulcher拟合低于绝对零度。由于介电数据中的转变温度在ca.对于极低频率,100 kHz偏移到零开尔文以下,在零频率(dc)限值下收集的热容数据不应指示过渡。这两种材料都显示出在非钙钛矿结构中可能的新弛豫型量子临界点的前景,因为报道了多种化合物具有低温转变。
2018-02-27 cond-mat.mtrl-sci
EXAFS study of lead-free relaxor ferroelectric BaTi(1-x)Zr(x)O3 at the Zr K-edge
对钙钛矿弛豫铁电体BaTi(1-x)Zr(x)O3(BTZ)(x = 0.25,0.30,0.35)和BaZrO 3进行了Zr K边扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)实验。获得了Zr原子周围高达4.5 A的结构信息,揭示了局部结构与从X射线衍射推断的平均Pm-3 m立方结构显著不同。特别是,我们的研究结果表明,Zr原子和它们的第一个氧邻居之间的距离是独立的Zr取代率x和等于在BaZrO 3中测得的,而X射线立方晶胞参数随x线性增加。此外,我们表明,Zr原子倾向于在富Zr区域偏析。我们建议,在BTZ的弛豫行为是链接到随机弹性场产生的这种特殊的化学安排,而不是随机电场的情况下,在大多数弛豫。
2006-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Strategies to Improve the Energy Storage Properties of Perovskite Lead-Free Relaxor Ferroelectrics: A Review
具有高能量密度和功率密度的电能存储系统(EESS)对于未来电子设备的有效小型化是必不可少的。在市场上可用的不同EESS中,依赖于基于快速电子和离子极化的机制来存储和传递能量的介电电容器已经表现出高功率密度。然而,对能量耗散的不同的本征和非本征贡献阻止了陶瓷基介电电容器达到高的可恢复能量密度水平。有趣的是,基于弛豫铁电体的电介质电容器由于其低剩余极化而显示出相对高的能量密度,并且因此显示出对于需要高能量密度性质的应用的巨大潜力。本文综述了提高钙钛矿无铅弛豫体系能量密度性能的一些主要策略。这包括(i)在不同晶体位置的化学改性,(ii)不针对晶格位置的化学添加剂,以及(iii)分别专用于块体陶瓷、厚膜和薄膜的新的加工方法。综述了近年来在弛豫材料研究方面取得的进展,包括寻找具有优良能量密度性能的弛豫材料,以及选择合适的组分和工艺路线以满足不同应用需求。最后,计算机辅助材料设计的未来趋势。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Decoding the complexities of lead-based relaxor ferroelectrics
弛豫铁电体是一种重要的功能材料,具有优异的机电耦合性能,其应用范围从超声成像到微机电器件中的致动器和传感器。自近60年前发现以来,这些系统中纳米级化学和结构异质性的复杂性使得理解其独特机电特性的起源成为一个看似棘手的问题。然而,将局部结构和化学与纳米级极化波动联系起来的机制的完整解释仍然是一个需要和挑战。在这里,我们采用像差校正扫描透射电子显微镜(STEM)来量化原型驰豫铁电系统Pb(Mg $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$)O $_{3}$ -PbTiO 3(PMN-PT)中各种类型的纳米级异质性及其与局部极化的联系。我们确定了三个主要的贡献,每个依赖于钛含量:化学顺序,氧八面体倾斜,和氧八面体扭曲。这些不均匀性被发现是空间相关的低角度极性域壁,表明它们的作用,在破坏远程极化。具体而言,这些异质性导致纳米级域的形成和弛豫响应。我们进一步定位与Ti含量和机电性能直接相关的单斜畸变的纳米级区域。通过这种方法,揭示了化学异质性,结构异质性和局部极化之间难以捉摸的联系,结果验证了开发下一代弛豫铁电材料所需的模型。
2019-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric nonlinearity of relaxor ferroelectric ceramics at low ac drives
研究了(PbMg $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$ O $_3$)$_{0.9}$(PbTiO $_3$)$_{0.1}$(0.9PMN-0.1PT)弛豫陶瓷在不同交流驱动电压下的介电非线性响应。据指出:(i)在高温下,介电常数与AC场幅度无关;(ii)随着AC驱动的增加,介电常数最大值增加,并且最大值的温度向较低温度偏移;(iii)当测量频率增加时,非线性效应减弱。增加交流驱动的影响被发现是类似的,降低频率。我们认为,弛豫体在低驱动下的介电非线性可以用遍历空间连续收缩的相变理论来解释。为了验证理论,对低交流驱动下的微极化翻转进行了蒙特卡罗模拟。
2000-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Soft Mode Anomalies in the Perovskite Relaxor Pb(Mg1/3Nb2/3)O3
立方弛豫体Pb中极性TO声子模的中子非弹性散射测量(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3在室温下表现出与最近在Pb_(1/3)Nb_(2/3)O_3中观察到的类似的反常行为。(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_{0.92} Ti_{0.08} O_3系统,在有限的动量传递q = 0.20 1/A时,光学分支突然落入声学分支,从区域中心开始测量。相比之下,最近的中子研究表明,PMN在800 K时表现出正常的TO声子色散。我们推测这种行为是常见的所有弛豫材料,是在晶体中形成的温度Td以下,有效地防止长波长(q = 0)声子的传播的纳米尺度的极化域的存在的结果。
2000-02-29 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Temperature, Pressure and Aging time on the Relaxation Dynamics of Bi0.9Gd0.1Fe0.9Mn0.1O3 System: Direct Evidence of Glassy State and Pressure Induced Relaxor Behavior
本文报道了Bi_(0.9)Gd_(0.1)Fe_(0.9)Mn_(0.1)O_3多铁系统弛豫动力学的基本情况。该研究是采用介电弛豫谱,涵盖了80年的频率0.01至106 Hz,在很宽的温度范围423 K至153 K,静水压力0.1 MPa至1765 MPa和老化时间0 s至80000 s。温度依赖的介电响应表明在模量形式主义的动态窗口中的三个弛豫过程。小极化子的变程跳跃模型体现了体导电机制。体和晶界的贡献已估计使用阻抗谱分析,并显示本地化的过程占主导地位的松弛。在200 K以下的时效实验证实了玻璃态特征的直接证据。我们的研究结果提供了一个潜在的连接几乎恒定的损失功能出现在200 K以下,最快的弛豫幅度为0.16 eV。我们还讨论了时间温度叠加行为使用模量标度。由于短程力和长程力之间的相对竞争,在临界压力以上,压力驱动正常铁电体的弛豫行为被证实。我们的研究结果集中在高压的作用,正常铁电体和弛豫之间的基本桥梁。有趣的是,由取代引起的化学压力和外部静水压力之间存在直接联系。这些发现对钙钛矿体系弛豫动力学的理论解释具有重要意义。
2020-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Energy storage in lead-free Ba(Zr, Ti)O$_{3}$ relaxor ferroelectrics: Large densities and efficiencies and their origins
基于原子第一性原理的有效哈密顿量被用来研究Ba(Zr $_{0.5}$ Ti $_{0.5}$)O $_{3}$弛豫铁电体在不同晶向电场作用下的能量存储.在Ba(Zr $_{0.5}$ Ti $_{0.5}$)O $_{3}$块体中,沿[001],[110]和[111]方向施加电场,能量密度随温度线性增加.对于室温下的膜,能量密度采用不同的行为(即,增大对减小),其中应变取决于所施加的电场的方向。我们还预测了Ba(Zr $_{0.5}$ Ti $_{0.5}$)O $_{3}$体系的最大能量密度(基本上大于100 J/cm $^{3}$),理想效率为100%.此外,我们还用唯象模型解释了上述特征的起源,并对其他弛豫铁电体也有一定的适用性。
2021-12-09 cond-mat.mtrl-sci
High Entropy Oxide Relaxor Ferroelectrics
弛豫铁电体由于具有强的机电响应、能量存储能力、电热效应和热释电能转换特性而在技术应用中是重要的。目前发现和设计这类新材料的努力通常依赖于已知铁电体的替代掺杂,因为局部组成顺序的轻微变化可以显著影响居里温度、准同型相界和机电响应。在这项工作中,我们证明了移动到ABO 3钙钛矿中的组成复杂性的强极限允许不依赖于单个窄相变区域的新弛豫响应的稳定。采用熵辅助合成方法制备了Ba(Ti0.2Sn0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2)O3 [Ba(5B)O]单晶薄膜。发现该系统中存在的高水平的构型无序影响介电弛豫、相变、纳米极性畴形成和居里温度。温度依赖的介电,拉曼光谱和二次谐波产生的测量揭示了多个相变,高居里温度为570 K,和弛豫铁电性质的Ba(5 B)O薄膜。第一原理理论计算用于预测阳离子的可能组合,以量化形成高度无序的单相钙钛矿系统的相对可行性。稳定B位上具有大量不同阳离子的单相钙钛矿的能力为设计用于压电、热释电和可调介电应用的高性能材料提供了新的可能性。
2021-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Paraelectric and Ferroelectric States in a Model for Relaxor Ferroelectrics
研究了弛豫铁电体极小模型的自由能谱。使用变分方法,其中包括领先的相关性超出平均场近似以及在一个简单的副本理论的水平上的平均无序,我们发现亚稳顺电态的稳定区域,延伸到零温度。这种状态的自由能表现出一个基本的奇异性弱组成的混乱指向他们的必要发生。铁电状态在高温下表现为自由能的局部最小值,并且在共存温度$T_c$以下变得稳定。我们计算了电场-温度平面上的相图,找到了极性相和非极性相的共存线,该线终止于临界点。一阶相变诱导足够大的领域跨越亚稳顺电相的稳定区域。这些极性和非极性状态具有与常规铁电体不同的结构因素。我们使用这个理论框架来比较和获得物理理解的各种实验结果在典型的弛豫。
2013-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Dynamics in the Perovskite Relaxor PMN
我们回顾了最近的铅氧化物类钙钛矿弛豫PMN和PZN的中子散射研究所获得的结果。铁电软模在1100 K时已在PMN中被确定,在620 K附近变得过阻尼。这是极性纳米区域(PNR)开始形成的相同温度,由Td表示,并且表明软模式和PNR之间存在直接连接。Naberezhnov等人报告的Td处漫散射强度的出现进一步支持了这一观点。在较低的温度下,PMN中的软模在接近Tc = 213 K(仅对E > Ec定义)时再次出现。这些结果是挑衅性的,因为低于Tc的动力学是有序铁电状态的特征,但它们发生在一个系统中,在所有温度下平均保持立方。我们讨论了一个耦合模模型,成功地描述了这些数据,以及从早期的晶格动力学研究的其他钙钛矿,如钛酸钡。
2002-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of re-entrant relaxor behaviour in lead cobalt niobate ceramic
温度依赖的介电性能显示再入弛豫行为(Tm ~130 K和210 K,1 kHz)低于高温扩散相变,Tc ~270 K的钴酸铅(PCN)。在~130 K时,逆磁化率随温度的变化呈现多重的正/负磁介电效应,并偏离直线,说明了阻挫的起源。显微结构检查描绘了晶粒尺寸约8-10微米的紧密堆积的晶粒,XRD图案显示具有Pm 3 m对称性的单相伪立方晶体结构,晶格常数约为4.0496(2)nm。对XRD数据进行Rietveld修正得到较大的热参数值,表明Pb和O分别沿<111>和<110>方向无序。拉曼光谱中的A1 g(780 cm-1)模和TEM中沿单位轴的SAED图案中的F点的观察<110>表明存在纳米尺度1:1的Co和Nb非化学计量化学有序(COR),类似于铅镁铋酸盐(PMN)。K-edge XANES光谱揭示了两种氧化态(Co 2+和Co 3+)的钴的存在;而铌以Nb 3+状态存在。因此,这些局部平均结构特性表明化学、结构和空间不均匀性。这种多重异质性被认为在产生折返松弛行为中起着至关重要的作用。
2018-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Cold neutron scattering study on diffuse and phonon excitations in the relaxor PbMg(1/3)Nb(2/3)O3
利用冷中子散射实验研究了弛豫PbMg(1/3)Nb(2/3)O3中的漫散射声子和横声学声子的能量、温度和波矢依赖关系。在Burns温度T_d~600 K以上,我们观察到一个弱的,但确定的漫散射截面。这种截面,这是最有可能造成的化学短程秩序,持续到100 K,并与更强的漫散射,这是由于极性nanoregions共存。系统地研究了(1,1,0)附近的TA声子。声子在小波矢q下定义良好,但在q =(0.1,-0.1,0)附近明显加宽。
2004-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric Relaxation and Phase Transition at Cryogenic Temperatures in 0.65[Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O_3]-0.35PbTiO_3 Ceramics
0.65[Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3]-0.35 PbTiO_3陶瓷在90 - 470 K温度范围内的介电测量表明,在350 K附近出现弛豫铁电转变,Vogel-Fulcher凝固温度为338 K,室温下出现四方晶系结构的非遍历弛豫铁电相。该非遍历相在低温下重新进入弛豫状态,如在160 K附近的介电常数的虚部中出现频率依赖性异常所证明的,类似于在其他弛豫铁电基准同型相界陶瓷中报道的那些。极化弛豫时间为160 K异常也遵循Vogel-Fulcher型温度依赖性。温度相关的磁化测量表明,这种低温异常与任何磁转变无关。弹性模量和低温X-射线衍射(XRD)测量揭示了在225 K附近的四斜晶系到单斜晶系的相变。有人认为,低温介电色散约160 K的结果从冻结的介观共形小型化单斜畴内形成的母四畴低于结构相变温度225 K。
2007-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature relaxor ferroelectricity and photovoltaic effects in SnTiOx/Si thin film heterostructures
研究了在p型(001)Si衬底上原子层沉积(ALD)40 nm厚SnTiO $_{x}$薄膜的铁电性和光伏效应。这些膜显示出良好饱和的、方形的和可重复的磁滞回线,在室温下剩余极化为1.5 $μ$ C/cm $^{2}$,如通过面外极化对电场(P-E)和场循环测量所检测到的。在白光照射下,自发极化增加,铁电性也随之增强。铁电性表现为弛豫特性,介电峰从约0.001向约0.001移动。T = 600 K,f = 1 MHz至约500 K,100 Hz。此外,我们的薄膜在从可见光到紫外光的宽光谱照射下表现出铁电光伏行为。实验和理论计算相结合,给出了SnTiO $_{x}$薄膜的光学带隙,其光学带隙位于白光光谱的可见光区。我们的研究为开发绿色铁电SnTiO $_{x}$薄膜开辟了一条道路,该薄膜与半导体工艺兼容,可用于各种铁电和介电应用。
2017-02-15 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the relaxor ferroelectricity of Ba(Zr,Ti)O$_3$
Ba(Zr,Ti)O $_3$是一种无铅弛豫铁电体。用第一性原理方法研究了纯BaTiO $_3$和Ba(Zr,Ti)O $_3$超电池的铁电偶极矩。BaZr $_{0.5}$ Ti $_{0.5}$ O $_3$和BaZr $_{0.25}$ Ti $_{0.75}$ O $_3$的所有可能的离子构型都构造在$2\times2\times2$超晶胞中。对于半取代的情况,这些结构的铁电性能的分歧,已被发现,严重依赖于Ti和Zr离子的排列。因此,我们的结果为Ba(Zr,Ti)O $_3$的弛豫行为提供了合理的解释.此外,基于热统计的模型给出了Ba(Zr,Ti)O $_3$的平均极化,这取决于合成温度。我们的研究结果有助于理解和调控无铅Ba(Zr,Ti)O $_3$的弛豫铁电性。
2015-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Anti-ferrodistortive Nanodomains in PMN Relaxor
用同步辐射X射线散射方法研究了Ti掺杂x<0.32的(PMN)和(PMN-xPT)单晶的1/2(hk 0)超晶格反射α斑随温度的变化。α斑点从潜在的漫散射背景中分离出来,这是第一次将它们作为单独的实体进行研究。结构因子计算表明,α点构成了一种新的反铁磁畸变纳米区域(AFR),其形式是由反平行短程关联Pb^2+位移产生的波动<110>。AFR似乎与化学纳米畴(CND)和铁电极性纳米区(PNR)不同且无关。同时存在的AFR和PNR可以解释作为随机发生的铁电和反铁电波动之间的竞争的结果弛豫行为。在Tf~220 K附近,PMN中α斑点的温度依赖性与冻结相变有直接关系。
2003-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Novel optically active lead-free relaxor ferroelectric (Ba0.6Bi0.2Li0.2)TiO3
我们发现了一种近室温的无铅弛豫铁电体(Ba_(0.6)Bi_(0.2)Li_(0.2))TiO_3(BBLT),它具有A位组成无序的ABO_3钙钛矿结构。微观结构-性能关系表明,化学不均匀性和发展的局部极性纳米区域(PNR)负责作为探针频率和温度的函数的介电色散。Rietveld分析表明混合晶体结构具有80%的四方结构(空间群P4 mm)和20%的斜方结构(空间群Amm 2),这由高分辨率透射电子衍射图案证实。在有光照和无光照的情况下,介电常数和损耗色散服从非线性Vogel-Fulture关系。在室温附近,该材料的极化滞后(P-E)曲线很窄,位移系数(d33 ~ 233 pm/V)很好,在最大介电色散温度(Tm)附近,位移系数逐渐减小。光敏介电分散体的基本物理通过X射线光子光谱(XPS)探测,其强烈表明铋离子的混合价态,特别是Bi 5+离子,是负责大部分光学活性中心。紫外光电子能谱测量表明,大部分Ti离子处于4+态,位于TiO 6八面体的中心,这与O 2 p和Bi 6s轨道之间的不对称杂化一起,似乎是净极化的主要驱动力。该材料为环境友好型无铅弛豫铁电材料的研究开辟了一条新的途径。
2016-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Simulating the radiofrequency dielectric response of relaxor ferroelectrics: Combination of Coarse-Grained Hamiltonians and Kinetic Monte Carlo
采用粗粒哈密顿量模拟了无铅Ba(Zr $_{0.5}$ Ti $_{0.5}$)O $_3$弛豫铁电体的射频介电响应。这个概念,取自实空间重整化群理论,允许描绘聚集在块中的相关局部模式的集体行为。自由能垒的热激活集体跳跃推导出这种{ \it从头算}为基础的方法,并作为动力学蒙特卡罗模拟的输入数据。由此产生的数值方案允许模拟外部场频率范围从kHz到几十MHz的介电响应,例如,证明了局部(电场或弹性)随机场导致在弛豫器中观察到的射频范围内的介电弛豫。
2016-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Condensation and Slow Dynamics of Polar Nanoregions in Lead Relaxors
现在已经确定弛豫铁电体的独特性质是由于极性纳米区(PNR)的存在。我们提出了最近的结果,从中子和拉曼散射的单晶PZN,PZN-xPT,和PMN。这两组测量提供的信息的PNR的冷凝和他们的缓慢的动态,直接通过中央峰,间接地,通过他们的耦合到横向声子。这些结果的比较分析,允许识别的三个阶段的PNR的温度降低的演变:一个纯粹的动态阶段,一个准静态阶段与reorientational运动和冻结阶段。提出了一个模型,根据先前的研究KTN,它解释了特殊的行为的横向声子(TO和TA)的相互耦合,通过旋转的PNR的。
2003-03-01 cond-mat.mtrl-sci
A two-component model of the neutron diffuse scattering in the relaxor ferroelectric PZN-4.5%PT
本文报道了弛豫铁电材料95.5%Pb(Zn $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$)O $_3$ -4.5%PbTiO $_3$(PZN-4.5%PT)单晶中中子漫散射的测量结果。我们的研究结果表明,在这种化合物的纳米尺度结构表现出$<100>$和$<110>$偏振,这有助于不同部分的总漫散射强度。这些贡献可以通过对沿[001]施加的电场的不同响应来区分。虽然与$<110>$(T2型)偏振相关的漫散射强度在[001]场中几乎没有变化,但与$<100>$(T1型)偏振相关的漫散射强度在低于居里温度\emph{T$_C$} $\sim 475$ K的温度下被场部分抑制。中子自旋回波测量表明,在(0.05,0,1)处的漫散射在高温下主要是动态的,在冷却时逐渐冻结,在200 K时主要是静态的。
2010-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Central mode and soft mode behavior in PbMg1/Nb2/3O3 relaxor ferroelectric
利用宽带介电谱和傅里叶变换红外(FTIR)透射光谱研究了弛豫铁电体PbMg 1/Nb 2/3 O3,频率范围为1 MHz ~ 15 THz,温度范围为20 ~ 900 K。虽然薄膜弛豫体在低频下显示降低的介电常数,但它们的高频固有或晶格响应被示出为与单晶/陶瓷样品相同。结果表明,与中子非弹性散射的结果相反,光学软模在所有温度下都是欠阻尼的。在加热时,TO 1软声子遵循Cochran定律,其外推的临界温度等于670 K的Burns温度,并软化至50 cm-1。在450 K以上,软模频率趋于平稳,并在伯恩斯温度以上略有增加。描述极性纳米团簇动力学的中心模式出现在伯恩斯温度以下,频率接近光学软模式,并且在冷却到室温以下时在1 MHz以下急剧减慢。它在冷却时变宽,在微波中产生与频率无关的损耗,并且在200 K的冻结温度以下产生较低的频率范围。此外,在室温及以下的软模频率以下,FTIR光谱中出现了一个新的重阻尼模式。讨论了这种模式的起源以及中子谱和红外谱中软模阻尼的差异。
2004-12-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Processing and Characterization of Multiferroic Bi-relaxors
我们比较了化学溶液沉积(CSD)和脉冲激光沉积(PLD),新的室温,单相,多铁性磁电,[PbFe 2/3 W1/3 O3]x[PbZr0.53Ti0.47O3]1-x(PZTFWx ~ 0.40<x<0.20)与极化,损耗(<1%)和电阻率(通常108 ohm.cm)等于或优于BiFeO 3的标本。采用CSD法在镀铂硅衬底上制备了单相多晶PZTFWx薄膜,并采用PLD法在MgO衬底上外延生长了PZTFWx单晶薄膜。在这些材料中观察到高介电常数(1200- 3000)、高极化(30 - 60 μ C/cm 2)、弱饱和磁化强度(0.48 - 4.53 emu/cm 3)、宽介电温度峰、高频色散、低介电损耗和低漏电流,表明该家族可作为室温多铁性器件的候选者。这些材料中的铁电开关可以通过施加磁场来抑制或猝灭。
2010-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Diffuse Neutron Scattering Study of Relaxor Ferroelectric (1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PZN-xPT)
扩散中子散射是一个有价值的工具,以获得有关的极性纳米区域的大小和取向的信息,是弛豫铁电体的一个特征。本文给出了Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3(简称PZN)和(1-x)Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-xPbTiO_3(简称PZN-xPT)单晶(x=4.5和9%)在[100]-[011]区沿三个对称方向和不同布拉格反射附近的漫散射结果。在具有混合折射率(100)、(011)和(300)的反射周围以及仅沿横向和对角方向观察到漫散射。在纵向扫描中没有发现漫散射。漫散射峰可以很好地与洛伦兹函数拟合,从该函数中提取相关长度。相关长度随着温度的降低而增加,直到Tc处的转变,首先遵循居里-外斯定律,然后离开它并在非常低的温度下变得平坦。这些结果可以用三个温度区域来解释:1)动态极化波动(即具有有限的寿命)在高温下,2)静态极化重定向(极性纳米区域的凝聚)仍然可以作为一个单元重新定向(弛豫行为)和3)在低温下,在纯PZN中具有随机应变场的极性纳米区域的取向冻结或PZN-xPT中的结构相变。PT的加入导致沿对角线([111])相对于横向([100])方向的漫散射变宽,表明极性区域的取向发生了变化。此外,随着PT的添加,极性纳米区域在高于Tc的较高温度下冷凝。
2002-04-16 cond-mat.mtrl-sci