PbTiO3與PbZr1-xTixO3塊體及薄膜的電熱效應研究.pdf

1、鐵電體及鐵電薄膜是一類重要的功能性材料，具有良好的鐵電性、壓電性、熱釋電性、電光及非線性光學等特性。鐵電體的分布很廣，目前已知具有鐵電性的晶體多達上千種。鐵電體早在20世紀40年代就引起了物理學界和材料學界的關(guān)注。研究表明，鐵電體在絕熱去極化過程中，溫度隨之發(fā)生變化，可以達到制冷的效果。
　　 基于Landau-Devonshire熱動力學相變理論，本文運用MATLAB軟件對PbTiO3的塊體材料及薄膜材料與PbZr1-xTix

2、O3(X=0.5，0.6，0.7，0.8，0.9)塊體材料進行了計算，研究了鐵電相變附近的極化強度、電熵、熵變、比熱容與溫度、電場的關(guān)系。PDTiO3塊體在居里溫度769 K出現(xiàn)了一級鐵電順電轉(zhuǎn)變。700K時其矯頑場為25 MV/m。強的電場使得PbTiO3塊體材料的一級相變逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎夁B續(xù)相變，且相變在更高的溫度發(fā)生。PbTiO3薄膜材料，相變?yōu)槎壪嘧働TO薄膜材料熵值減小，熵變也相應減少。隨著電場的增強，比熱容減小。其中塊體的絕

3、熱溫變△Tad與制冷熱容RC最大，分別為4.76 K與94.1 kJ m-3K-1。而且，對于PTO薄膜，分析得出張應力使其相變溫度降低，而壓應力與張應力作用相反。
　　 PZT塊體在居里溫度依次是665 K、691 K、713 K、729 K、740 K出現(xiàn)了一級鐵電()順電轉(zhuǎn)變。強的電場使得PZT塊體材料的一級相變逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎夁B續(xù)相變，且相變在更高的溫度發(fā)生。隨著電場的增強，PZT塊體材料比熱容減小，但對應的溫度向高溫方向