压电材料中相共存态与其性能的关系(英文)

由于铅元素有毒,研究人员正努力寻找高性能无铅压电材料以便取代含铅压电材料,因此如何开发高性能压电材料的机制就变得极为重要。此文利用6阶朗道-德文希尔模型计算了不同相共存态的自由能表达(包括单相,两相,三相以及四相共存)。通过计算结果发现,不同的相共存态对应不同的自发极化伸缩或者偏转的能垒:铁电相共存越多,则极化偏转能垒越低,而与顺电相共存,则可以极大地降低极化伸缩能垒,不同的能垒也导致了对材料压电介电性能不同的增强能力。同时,不同相共存点的实验结果也证明了这一发现。研究澄清了相共存态与其对性能增强能力的关系,而且重新将极化伸缩和偏转机制(自由能观点)转变成了更简单的相共存态机理(材料结构观点),从而为寻找和制备高性能压电材料提供了一种更快捷的方式。