PNZST:AlN复合陶瓷局域应力场增强热释电性能机理

作者：李玲; 潘天择; 马家骏; 张善涛^*; 汪尧进^*

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(21): 358-368.

• 热释电
• 复合陶瓷
• 局域应力场
• 铁电畴

通过两步固相反应烧结法制备了(1-x)Pb0.99Nb0.02[(Zr0.57Sn0.43)0.94Ti0.06]0.98O3:xAlN ((1-x)PNZST:xAlN,x=0,0.1,0.2,0.3,0.4))复合陶瓷,系统研究了复合陶瓷晶体结构、微观形貌、畴结构演变以及铁电、介电和热释电性能等.实验结果表明:基于两相之间热膨胀系数失配产生的局域应力场有效调控了畴结构组态和相结构演变,在室温附近构建了铁电/反铁电相界,继而在温度场作用下表现出优异的热释电性能;当x=0.1时,在近人体温度37℃时其热释电系数p达到最大值3.30×10-3 C/(m2·K),电流响应优值Fi=3.16×10-9 m/V,电压响应优值Fv=0.613 m2/C,探测率优值Fd=4.40×10-4 Pa-1/2,且其半峰宽为16.3℃,在室温宽温域内表现出优异的热释电性能;随着AlN含量的增多,该复合陶瓷的热释电峰值温度在37—73℃宽温域内可调,表现出良好的温度稳定性.

• 单位
  南京大学; 南京理工大学