Сегнетоэлектрики-релаксоры — это сегнетоэлектрические материалы, которые демонстрируют высокую электрострикцию . По состоянию на 2015 год [обновлять], хотя они изучаются уже более пятидесяти лет, [1] механизм этого эффекта до сих пор не полностью изучен и является предметом продолжающихся исследований. [2] [3] [4]
Примерами релаксорных сегнетоэлектриков являются:
- ниобат магния свинца (ПМН) [5] [6] [7]
- ниобат магния свинца-титанат свинца (PMN-PT) [8]
- цирконат-титанат свинца-лантана (PLZT) [9]
- ниобат свинца скандия (PSN) [10]
- Барий Титан-Висмут Цинк Ниобий Тантал (BT-BZNT) [11]
- Барий-титан-барий-стронций-титан (BT-BST) [12]
Приложения
Сегнетоэлектрические материалы Relaxor находят применение в высокоэффективном хранении и преобразовании энергии, поскольку они имеют высокие диэлектрические постоянные, на порядки выше, чем у обычных сегнетоэлектрических материалов. Как и обычные сегнетоэлектрики, сегнетоэлектрики Relaxor демонстрируют постоянный дипольный момент в доменах. Однако эти домены находятся в наномасштабе, в отличие от доменов обычных сегнетоэлектриков, которые обычно находятся в микромасштабе, и требуют меньше энергии для выравнивания. Следовательно, сегнетоэлектрики Relaxor имеют очень высокую удельную емкость и, таким образом, вызвали интерес в областях хранения энергии. [9] Кроме того, из-за их тонкой кривой гистерезиса с высокой насыщенной поляризацией и низкой остаточной поляризацией, сегнетоэлектрики Relaxor имеют высокую плотность энергии разряда и высокие скорости разряда. Экспериментально было установлено, что многослойные керамические конденсаторы для хранения энергии BT-BZNT (MLESCC) имеют очень высокую эффективность (>80%) и стабильные тепловые свойства в широком диапазоне температур. [11]
Ссылки
- ^ Боков, АА; Йе, З. -Г. (2006). "Последние достижения в области релаксорных сегнетоэлектриков со структурой перовскита". Журнал материаловедения . 41 (1): 31. Bibcode :2006JMatS..41...31B. doi :10.1007/s10853-005-5915-7. S2CID 189842194.
- ^ Takenaka, H.; Grinberg, I.; Rappe, AM (2013). «Анизотропные локальные корреляции и динамика в релаксорном сегнетоэлектрике». Physical Review Letters . 110 (14): 147602. arXiv : 1212.0867 . Bibcode : 2013PhRvL.110n7602T. doi : 10.1103/PhysRevLett.110.147602. PMID 25167037. S2CID 9758988.
- ^ Ганеш, П.; Кокейн, Э.; Ахарт, М.; Коэн, Р.Э.; Бертон, Б.; Хемли, Рассел Дж.; Рен, Янг; Янг, Венге; Йе, З.-Г. (2010-04-05). "Происхождение диффузного рассеяния в релаксорных сегнетоэлектриках". Physical Review B. 81 ( 14): 144102. arXiv : 0908.2373 . Bibcode : 2010PhRvB..81n4102G. doi : 10.1103/PhysRevB.81.144102. S2CID 119279021.
- ^ Фелан, Даниэль; Сток, Кристофер; Родригес-Ривера, Хосе А.; Чи, Сонгсюэ; Леан, Жуселино; Лонг, Сифа; Се, Юйцзюань; Боков, Алексей А.; Йе, Цзо-Гуан (2014). «Роль случайных электрических полей в релаксорах». Труды Национальной академии наук . 111 (5): 1754–1759. arXiv : 1405.2306 . Bibcode : 2014PNAS..111.1754P. doi : 10.1073/pnas.1314780111 . ISSN 0027-8424. PMC 3918832. PMID 24449912 .
- ^ Боков, АА; Йе, З. -Г. (2006). "Последние достижения в области релаксорных сегнетоэлектриков со структурой перовскита". Журнал материаловедения . 41 (1): 31–52. Bibcode :2006JMatS..41...31B. doi :10.1007/s10853-005-5915-7. S2CID 189842194.
- ^ Шипман, Мэтт (20 февраля 2018 г.). «Атомная структура ультразвукового материала не такая, как все ожидали». Новости штата Северная Каролина.
- ^ Кабрал, Мэтью Дж.; Чжан, Шуцзюнь; Дики, Элизабет К .; Лебо, Джеймс М. (19 февраля 2018 г.). «Градиентный химический порядок в релаксоре Pb(MgNb)O». Applied Physics Letters . 112 (8): 082901. Bibcode : 2018ApPhL.112h2901C. doi : 10.1063/1.5016561.
- ^ и, и (сентябрь 1988 г.). "Свинцово-магниевая релаксорная сегнетоэлектрическая керамика с низким уровнем возгорания для многослойных конденсаторов". Труды., Вторая международная конференция по свойствам и применению диэлектрических материалов . стр. 125–128 т.1. doi :10.1109/ICPADM.1988.38349. S2CID 137495812.
- ^ ab Brown, Emery; Ma, Chunrui; Acharya, Jagaran; Ma, Beihai; Wu, Judy; Li, Jun (2014-12-24). "Управление диэлектрическими и релаксорно-сегнетоэлектрическими свойствами для хранения энергии путем настройки толщины пленки Pb0.92La0.08Zr0.52Ti0.48O3". ACS Applied Materials & Interfaces . 6 (24): 22417–22422. doi :10.1021/am506247w. ISSN 1944-8244. OSTI 1392947. PMID 25405727.
- ^ Дрновшек, Сильво; Касар, Горан; Уршич, Хана; Бобнар, Вид (2013-10-01). «Отличительные вклады в диэлектрический отклик релаксорной сегнетоэлектрической керамической системы свинца и скандия». Physica Status Solidi B. 250 ( 10): 2232–2236. Bibcode : 2013PSSBR.250.2232B. doi : 10.1002/pssb.201349259. ISSN 1521-3951. S2CID 119554924.
- ^ ab Zhao, Peiyao; Wang, Hongxian; Wu, Longwen; Chen, Lingling; Cai, Ziming; Li, Longtu; Wang, Xiaohui (2019). "Высокопроизводительные релаксорные сегнетоэлектрические материалы для приложений хранения энергии". Advanced Energy Materials . 9 (17): 1803048. doi :10.1002/aenm.201803048. ISSN 1614-6840. S2CID 107988812.
- ^ Ортега, Н.; Кумар, А.; Скотт, Дж. Ф.; Криси, Дуглас Б.; Томазава, М.; Кумари, Шалини; Диестра, Д. Г. Б.; Катияр, Р. С. (10.10.2012). «Релаксорно-сегнетоэлектрические сверхрешетки: конденсаторы с высокой плотностью энергии». Журнал физики: конденсированное состояние . 24 (44): 445901. Bibcode : 2012JPCM...24R5901O. doi : 10.1088/0953-8984/24/44/445901. ISSN 0953-8984. PMID 23053172. S2CID 25298142.
