2022-2023学年高二物理竞赛课件：几个频率时弛豫型铁电体电容率实部和虚部与温度的关系

几个频率时弛豫型铁电体电容率实部和虚部与温度的关系 2 几个频率时弛豫型铁电体电容率实部和虚部与温度的关系 图6.4示出了上两式在几个频率时的图象，其中特征频率1＝1/1。 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3 4 5 应该说大部分实验结果与德拜弛豫特性并不完全一致。德拜理论做了一些简化假设，忽略了偶极子之间的相互作用，并认为各偶极子具有单一的弛豫时间。如果认为弛豫时间具有一定的分布，则（6.7）应写成 式中f()是弛豫时间分布函数。 6 原则上，我们总可以选择适当的分部函数，使由上式给出的结果拟合于实验数据，但这主要借助于其他的一些假设，我们不深究这个问题。 对于铁电弛豫体(relaxor),其介电频谱并不遵守只有一个弛豫时间的德拜规律,但是发现有两个弛豫频率就可以足可以描述其介电规律(姚熹) 7 研究弛豫时间分布的另一个方法式作Argand图。如果只存在单一的弛豫时间，则得到的是圆心位于r’轴上的Cole-Cole圆。经常遇到的是Cole-Cole弧。他仍然是圆的一部分，但圆心位于r’轴下方，如图6.9(a)所示。 Cole-Cole对此提出一个修正德拜公式 8 图 6.9 Cole-Cole弧 （a）和Davidson-Cole（b） 9 h是表征图形偏平程度的参量。h =0时，上式简化为式（6.7），h越大表示弛豫时间分布越宽。圆心到r’轴的距离为: 修正德拜公式为 式中: 10 式中1   0。 当＝1时此时简化为式（6.7）。越小表示弛豫时间越宽。 另一种常见的Argand图如图6.9(b)所示，他不再是圆的一部分。Davidson和Cole提出如下的修正公式 11 实验结果偏离德拜特性的另一个原因是电导率不为零。电导率对介电特性影响是使电容率的虚部增大。设电导率为，则其对电容率的贡献是－i/ 于是式（6.7）应为： 在Argand图上，电导率使低频部分的曲线上扬。 12 图 6.10 铁电半导体BaTiO3陶瓷的室温 Argand图 $$