铁电体（BaTiO3)极化特性解释 USTC 黄正化 2003.

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

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：

BaTiO3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）。

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）。

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

Thank you

Presentation on theme: "铁电体（BaTiO3)极化特性解释 USTC 黄正化 2003."— Presentation transcript: