（Ferroelectric鐵電材料篇二 ZT-4C之鐵電材料應用）

（Ferroelectric鐵電材料篇二

    ZT-4C鐵電性能綜合測試係統為(wei) 你解讀鐵電材料應用）

鐵電材料應用

鐵電性: NVFRAM\FFET　介電性:大容量電容\可調諧微波器件\PTC熱敏元件　電光效應:光開關(guan) \光波導\光顯示器件　聲光效應:聲光偏轉器　光折變效應:光調製器件\光信息存儲(chu) 器件　非線性光學效應:光學倍頻(BBO\LBO)器件\參量振蕩\相共軛器件　壓電性:壓電傳(chuan) 感器\換能器\SAW\馬達　熱釋電效應:非致冷紅外焦平麵陣列

一般認為(wei) ，鐵電體(ti) 的研究始於(yu) 1920年，當年法國人發現了羅息鹽酒石酸鉀鈉，場·的特異的介電性能，導致了“鐵電性”概念的出現。迄今鐵電研究可大體(ti) 分為(wei) 四個(ge) 階段’。*階段是1920-1939年，在這一階段中發現了兩(liang) 種鐵電結構，即羅息鹽和係列。第二階段是1940-1958年，鐵電維象理論開始建立，並趨於(yu) 成熟。第三階段是1959—1970年，這是鐵電軟模理論出現和基本完善的時期，稱為(wei) 軟模階段。第四階段是80年代至今，主要研究各種非均勻係統。到目前為(wei) 止，己發現的鐵電晶體(ti) 包括多晶體(ti) 有一千多種。

從(cong) 物理學的角度來看，對鐵電研究起了zui重要作用的有三種理論，即德文希爾(Devonshire)等的熱力學理論,Slater的模型理論,Cochran和Anderson的軟模理論。鐵電體(ti) 的研究取得不少新的進展，其中zui重要的有以下幾個(ge) 方麵。

1、*性原理的計算。現代能帶結構方法和高速計算機的反展使得對鐵電性起因的研究變為(wei) 可能。通過*性原理的計算，對鐵疇和等鐵電體(ti) ，得出了電子密度分布，軟模位移和自發極化等重要結果，對闡明鐵電性的微觀機製有重要作用。

2、尺寸效應的研究。隨著鐵電薄膜和鐵電超微粉的發展，鐵電尺寸效應成為(wei) 一個(ge) 迫切需要研究的實際問題。人們(men) 從(cong) 理論上預言了自發極化、相變溫度和介電極化率等隨尺寸變化的規律，並計算了典型鐵電體(ti) 的鐵電臨(lin) 界尺寸。這些結果不但對集成鐵電器件和精細複合材料的設計有指導作用，而且是鐵電理論在有限尺寸條件下的發展。

3、鐵電液晶和鐵電聚合物的基礎和應用研究。1975年MEYER發現，由手性分子組成的傾(qing) 斜的層狀相‘相液晶具有鐵電性。在性能方麵，鐵電液晶在電光顯示和非線性光學方麵很有吸引力。電光顯示基於(yu) 極化反轉，其響應速度比普通絲(si) 狀液晶快幾個(ge) 數量級。非線性光學方麵，其二次諧波發生效率已不低於(yu) 常用的無機非線性光學晶體(ti) 。

聚合物的鐵電性在年代末期得到確證。雖然的熱電性和壓電性早已被發現，但直到年代末才得到論證，並且人們(men) 發現了一些新的鐵電聚合物。聚合物組分繁多，結構多樣化，預期從(cong) 中可發掘出更多的鐵電體(ti) ，從(cong) 而擴展鐵電體(ti) 物理學的研究領域，並開發新的應用。

4、集成鐵電體(ti) 的研究。鐵電薄膜與(yu) 半導體(ti) 的集成稱為(wei) 集成鐵電體(ti) ，廣泛開展了此類材料的研究。鐵電存貯器的基本形式是鐵電隨機存取存貯器。早期以為(wei) 主要研究對象，直至年實現了的商業(ye) 化。與(yu) 五六十年代相比，當前的材料和技術解決(jue) 了幾個(ge) 重要問題。一是采用薄膜，極化反轉電壓易於(yu) 降低，可以和標準的矽或電路集成；二是在提高電滯回線矩形度的同時，在電路設計上采取措施，防止誤寫(xie) 誤讀；三是疲勞特性大有改善，已製出多次反轉仍不顯示任何疲勞的鐵電薄膜。

在存貯器上的重大應用己逐漸在鐵電薄膜上實現。與(yu) 此同時，鐵電薄膜的應用也不局限於(yu) 存儲(chu) 領域，還有鐵電場效應晶體(ti) 管、鐵電動態隨機存取存貯器等。除存貯器外，集成鐵電體(ti) 還可用於(yu) 紅外探測與(yu) 成像器件，超聲與(yu) 聲表麵波器件以及光電子器件等。可以看出，集成薄膜器件的應用前景不可估量。

在鐵電物理學內(nei) ，當前的研究方向主要有兩(liang) 個(ge) 一是鐵電體(ti) 的低維特性，二是鐵電體(ti) 的調製結構。鐵電體(ti) 低維特性的研究是應對薄膜鐵電元件的要求，隻有在薄膜等低維係統中，尺寸效應才變得不可忽略腳一。極化在表麵處的不均勻分布將產(chan) 生退極化場，對整個(ge) 係統的極化狀態產(chan) 生影響。表麵區域內(nei) 偶極相互作用與(yu) 體(ti) 內(nei) 不同，將導致居裏溫度隨膜厚而變化。薄膜中還不可避免地有界麵效應，薄膜厚度變化時，矯頑場、電容率和自發極化都隨之變化，需要探明其變化規律並加以解釋。

鐵電超微粉的研究也逐漸升溫。在這種三維尺寸都有限的係統中，塊體(ti) 材料的導致鐵電相變的布裏淵區中心振模可能無法維持，也許全部聲子色散關(guan) 係都要改變。庫侖(lun) 作用將隨尺寸減小而減弱，當它不能平衡短程力的作用時，鐵電有序將不能建立。

ZT-4C型鐵電性能綜合測試係統

ZT-4C型鐵電性能綜合測試係統是一代鐵電材料參數測試儀(yi) 適用於(yu) 鐵電薄膜、鐵電體(ti) 材料（既可塊體(ti) 材料）的電性能測量，可測量鐵電薄膜電滯回線、I—V特性及開關(guan) 特性，可地測出具有非對稱電滯回線鐵電薄膜的Pr值。可測鐵電體(ti) 材料的電滯回線及I—V特性。

前言：鐵電材料具有良好的鐵電性、壓電性、熱釋電性以及非線性光學等特性, 是當前高新技術材料中非常活躍的研究領域之一，其研究熱點正向實用化發展。

背景：高性能的鐵電材料是一類具有廣泛應用前景的功能材料,從(cong) 目前的研究現狀來看,對於(yu) 具有高性能的鐵電材料的研究和開發應用仍然處於(yu) 發展階段.研究者們(men) 選用不同的鐵電材料進行研究,並不斷探索製備工藝,隻是到目前為(wei) 止對於(yu) 鐵電材料的一些性能的研究還沒有達到令人滿意的地步.比如,用於(yu) 製備鐵電複合材料的陶瓷粉體(ti) 和聚合物的種類還很單一,對其複合界麵的理論研究也剛剛開始,鐵電記憶器件抗疲勞特性的研究還有待發展。

一、產(chan) 品介紹：

ZT-4C型鐵電性能綜合測試係統是一代鐵電材料參數測試儀(yi) 適用於(yu) 鐵電薄膜、鐵電體(ti) 材料（既可塊體(ti) 材料）的電性能測量，可測量鐵電薄膜電滯回線、I—V特性及開關(guan) 特性，可地測出具有非對稱電滯回線鐵電薄膜的Pr值。可測鐵電體(ti) 材料的電滯回線及I—V特性。

主要技術指標：
1.輸出信號電壓：薄膜：0～±10V ,精度：±1mV;陶瓷材料：0～±2200V,精度：±1V。
2.輸出信號頻率：薄膜材料0～2kHz,精度：±1Hz;壓電陶瓷：1HZ, 精度：±0.01Hz。
3.電容範圍：1000nf～ 100nf, 精度: ≤1%。
4.電流範圍: 1nA～10A ,精度: ≤1%。
5.測試用信號源：計算機控製正弦波、三角波、間歇三角波、梯形波。
6.電流放大器：計算機控製，1、2、5倍。
7.信號放大器：計算機控製，1、2、5、10、15倍。8

8.數據結口：USB或BNC接口。

9. 數據采集分析軟件： 能畫出鐵電薄膜的電滯回線，定量得到鐵電薄膜材料的飽和極化Ps、剩餘(yu) 極化Pr、矯頑場Ec、漏電流等參數;可以進行鐵電薄膜材料的鐵電疲勞性能、鐵電保持性能的測試，電阻測量，漏電流測量。