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jiahan1989金虫 (著名写手)
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[求助]
关于铁电极化和热释电效应问题跪求答案，求大侠不吝赐教 已有2人参与
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由于我是机械专业的，现在做跨专业课题，对于铁电和热释电知识了解不多，最近看书遇到一些问题解决不了，跪求大侠赐教！！！ 问题（1）只有自发极化的铁电体在进行人工极化后只具有剩余极化强度还是同时具有自发极化强度和剩余极化强度？ （2）书上讲热释电效应指温度变化引起自发极化强度变化，那对于极化后的铁电晶体应该怎么分析其热释电效应呢？ 口述不清，我把图给画下来了，跪求答案啊，这些问题困扰我好几天了，也看了很多书，无奈专业不同，还是有一些问题搞不懂，希望虫子们能给我启发   热释电过程3.jpg |
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jiahan1989
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2楼2014-05-09 11:08:11
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1. 首先自极化在没有被外电场诱导的情况下不可能排列得像你画的那么整齐，不然晶体的极化轴两端就带电了。然后在外电场的诱导之下，晶体内部偶极矩按外电场的方向重新有序排列。在外电场消失过后，这样重新排列过后的偶极矩并不会退回到初始的无序状态，而保持了一定的有序状态，使得极化轴两端仍然保有一定量的电荷。这个保有的电荷，就是剩余极化。理论上来说，剩余极化小于等于自极化。不太准确的描述是，自发计划被外电场诱导过后，没有完全无序的那一部分成为了剩余极化。 2. 关于热释电。已经被极化的样品，温度升高过后剩余极化会稍微降低(理论上来说越过相变温度就降没了)。这样铁电材料诱导的电极两端的电荷也会相应的降低。这个降低的过程，就有了电流的产生。 |
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jiahan19893楼2014-05-09 11:31:30
jiahan1989
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4楼2014-05-09 13:17:20
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jiahan1989: 金币+15, ★★★很有帮助, 非常感谢您的耐心解答 2014-05-10 17:57:34
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图1中，滞回线和纵轴相交的点叫剩余极化Pr， 表示在电场回到零的时候，样品内部极化还剩多少。滞回线在电场达到最大值的时候的极化值叫饱和极化Ps，表示在该外加电场下样品的极化能达到的最大值。在饱和极化的点往纵轴上作切线，与纵轴相交的点，叫自发极化Ps，表示理论上来说，该样品在电场回到零的时候应该剩余的极化值。 图2表示热释电的原理。大概是那个意思吧。   图1.jpg  图2.jpg |
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5楼2014-05-10 12:27:08
6楼2014-05-10 12:28:12
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第一，自发极化跟有没有电场是没有关系的，电场在或是不在，自发极化就在那里，是微观上存在的。自发极化是由于材料内部的原子晶体结构而产生的，它只是温度的函数。温度改变，自发极化就会改变。楼主“初始状态下只有Ps”的图是不对的。 第二，为什么有些材料是铁电体，但是需要在电场下极化之后才能表现出压电性，热释电性，铁电性。初始条件的材料内部是存在自发极化，而且都是以电畴（晶体内极化方向一致的区域）的形式存在。晶体内的电畴取向杂乱无章，相互抵消，表现不出相关的性质。极化过程中，这些具有自发极化的电畴在电场的作用下沿着电场取向成核生长（电畴合并，成长为单畴---参考 铁电物理学 钟维烈。当电场褪去，极化强度并未消失，而表现出宏观剩余极化强度。 第三，极化过之后的材料具有剩余极化强度，其本质上是由于微观的自发极化强度形成的。打个比方说，自发极化强度就好比一个矢量，而剩余极化强度则是矢量和。材料表面上表现出来的宏观剩余极化强度会吸附周围环境中的电荷以实现电平衡，这就是为什么铁电体表现出无电性的原因。温度变化，材料内部自发极化会改变，宏观的剩余计划强度自然会改变，为了实现新的电平衡，就会有自由电荷的移动，形成电流。 PS：极化强度又称为面电荷密度。 |
7楼2014-05-10 16:47:46
cityengle2609
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8楼2014-05-10 17:13:34
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9楼2014-05-10 18:00:05
