PMN-0.33PT单晶畴结构与压电性能研究

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1、硕士学位论文PMN-0.33PT单晶畴结构与压电性能研究DOMAINSTRUCTUREANDPIEZO-ELECTRICALPROPERTIESOFPMN-0.33PTSINGLECRYSTALS王宇哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：O482.1学校代码：10213国际图书分类号：534密级：公开理学硕士学位论文PMN-0.33PT单晶畴结构与压电性能研究硕士研究生：王宇导师：曹文武教授申请学位：理学硕士学科：凝聚态物理所在单位：理学院物理系答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O4

2、82.1U.D.C:534DissertationfortheMasterDegreeinScienceDOMAINSTRUCTUREANDPIEZO-ELECTRICALPROPERTIESOFPMN-0.33PTSINGLECRYSTALSCandidate：WangYuSupervisor：Prof.CaoWenwuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：CondensedMatterPhysicsAffiliation：DepartmenntofPhysicsDateo

3、fDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要近年来Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-xPT)单晶以相对于传统的PZT陶瓷更加优异的压电、机电等性能备受压电材料研究者瞩目。之后更多元系的弛豫单晶被生长出来，各自具有独特的压电性能。不同组分比例的PMN-xPT具有很大的差异，尤其在准同型相界附近的PMN-xPT相对于其他组分具有很高的压电性能。然而其如此高的压电性的来源一直是国际学

4、者研究的前沿问题。大多数认为其特殊畴结构是其弛豫性和巨压电性的重要因素之一。本论文对处于准同型相界的PMN-0.33PT单晶进行了介电、铁电表征，偏光畴结构和微观畴结构进行温度稳定性研究，确定出该单晶的铁电-铁电相变温度和铁电-顺电相变温度，并且研究了宏观和微观畴结构随温度的变化相变过程。通过位移电流初步探索其极化过程。采用偏光显微镜原位观察了PMN-0.33PT单晶宏观畴结构对极化电场和温度的响应，对偏光畴结构随外加电场强度的畴结构演变和相变关系进行了探讨。对极化后的PMN-0.33PT偏光畴结构随温度变化进行了研究，并从畴壁结构和消光

5、角度等方面分析了演变规律。采用压电力显微镜研究不同极化电压和不同温度下的电畴微区，进一步理解微畴结构形态及微畴的变化规律。最后原位测量了PMN-0.33PT单晶31振子压电性能对极化电场和温度的响应，为找出理想的极化条件提供参考依据，并结合畴结构分析了压电性能与畴结构变化之间的关联。本论文的研究成果将为PMN-xPT单晶的巨压电性来源提供实验依据，并促进压电性能和畴结构关联性的研究。推进压电单晶材料领域的工程畴技术被人类更灵活的运用。关键词：PMN-xPT；压电性；铁电畴；畴壁；极化翻转-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文Abstract

6、Intherecentyears,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-xPT)singlecrystalexhibitexcellentpiezoelectricpropertycomparedwiththetraditionalPZTceramicswhichisdominantinthelast50years.Thehighelectricalandmechanicalpropertieshaveatractmoreandmoreresearchers.Muchmorerelaxorferroelectricsi

7、nglecrystalsweregrown,whichhaveuniquepiezoelectricproperties.DifferentcomponentproportionofPMN-xPThastheverybigdifference,especiallyPMN-xPTwhichisnearthemorphotropicphaseboundary,hashighpiezoelectricpropertiesrelativetoothercomponents.Butitssohighpiezoelectricsourceshaveb

8、eentheforefrontofinternationalacademicresearch.Mostofresearchersrecognizeitsspecialdomainstructu