2022-2023学年高二物理竞赛课件：电场对电容率的影响

电场对电容率的影响 2 相变温度附近偏置电场对电容率有显著的影响。我们知道，不论二级或是一级相变铁电体，铁电相电容率都因偏置电场而减小。但在稍高于居里温度，而且偏置电场很小的时候，一级相变铁电体的电容率却因偏置场升高。 电场对电容率的影响 Tunability, 利用电压改变电容率，改变电容，调整频率 3 电容率峰值应使d(-1)/dT=0，故 最后得 偏置电场恒定 另一方面 因为 4 令电容率峰温度为T*，则 此式不仅适用于外加的偏置电场，也适用于掺丙氨酸的TGS等晶体中的内偏场。 5 以上讨论的铁电相变是本征得或者是赝本征的铁电相变。 对于非本征铁电相变，电容率在相变温度附近只呈现台阶而无峰值。 6 该相变的特点是： 第一，相变不是发生于一个温度点(居里点)，因而电容率的特性不是显示尖锐的峰，而是呈现出相当宽的平缓的峰。 第二，电容率呈现极大值的温度随着测量频率的升高而升高。 第三，电容率虚部呈现峰值的温度低于实部呈现峰值的温度，而且测量频率越高，峰位差别就越大。 7 式中Tm是电容率实部呈现峰值的温度。成为弥散性指数，=2完全弥散性相变，=1完全不弥散性相变。 第四，电容率与温度的关系不符合居里-外斯定律，而可表示为类居里-外斯定律 Curie-Weiss-like law 8 第五，即使顺电相具有对称中心，在Tm以上相当高的温度仍可观测到压电性和二次谐波发生等效应。 弥散性相变的前四个特点可由电容率的测量得出。 9 G A Smolenski, J Phys Soc Jpn 28Supl (1970) 26 10 Kighelman, Damjanov and N Setter, J Appl Phys 90(2001) 4684 11 针对弥散性铁电相变人们提出了多种理论模型。其中最早被人们引用的是：Smolenski的成分起伏理论（Composition fluctuation theory）。他假定样品中分成许多微区（micro-regions），各微区得相变温度呈某种分布，可以说明弥散性相变的主要特点。 12 式中的为方差，代表相变温度分布的宽度。样品的电容率(T)为各微区电容率(T，Tc)的统计平均，因此有： 设各微区的Tc成高斯分布 $$