2022-2023学年高二物理竞赛课件：几种典型铁电体的性质

几种典型铁电体的性质 2 几种典型铁电体的性质 BaTiO3，钛酸钡 KDP，磷酸二氢钾 KH2PO4 TGS，三甘氨酸硫酸盐，(NH2CH2COOH)3 H2SO4 RS，酒石酸钾钠（罗息盐）NaKC4H4O64H2O 3 4 5 Domain in ceramic samples 6 居里温度 （c,Tc） 当晶体从高温降温经过c时，要经过一个从非铁电相（有时称顺电相）到铁电相的结构相变。温度高于c时，晶体不具有铁电性，温度低于c时，晶体呈现出铁电性。通常认为晶体的铁电结构是由其顺电结构经过微小畸变而得，所以铁电相的晶格对称性总是低于顺电相的对称性。如果晶体存在两个或多个铁电相时，只有顺电-铁电相变温度才称为居里点；晶体从一个铁电相到另一个铁电相的转变温度称为相变温度或过渡温度。 7 介电反常：临界特征 铁电体的介电性质、弹性性质、光学性质和热学性质等在居里点附近都要出现反常现象，其中研究的最充分的是“介电反常”。因为铁电体的介电性质是非线性的，介电常数随外加电场的大小而变，所以一般用电滞回线中在原点附近的斜率来代表铁电体的介电常数，实际测量介电常数时外加电场很小。大多数铁电体的介电常数在居里点附近具有很大的数值，其数量级可达，104-105，此即铁电体在临界温度的“介电反常”。 8 居里-外斯定律Curie-Weiss law 当温度高于居里点时，铁电体的介电常数与温度的关系服从居里-外斯定律： 式中：C为居里-外斯常数；为绝对温度；0为顺电居里温度，或称居里-外斯温度。 9 Spontaneous polarization of BaTiO3 10 Dielectric constant of BaTiO3 11 12 $