（Ferroelectric铁电材料篇二

    ZT-4C铁电性能综合测试系统为你解读铁电材料应用）

铁电材料应用

铁电性: NVFRAM\FFET　介电性:大容量电容\可调谐微波器件\PTC热敏元件　电光效应:光开关\光波导\光显示器件　声光效应:声光偏转器　光折变效应:光调制器件\光信息存储器件　非线性光学效应:光学倍频(BBO\LBO)器件\参量振荡\相共轭器件　压电性:压电传感器\换能器\SAW\马达　热释电效应:非致冷红外焦平面阵列

一般认为，铁电体的研究始于1920年，当年法国人发现了罗息盐酒石酸钾钠，场·的特异的介电性能，导致了“铁电性”概念的出现。迄今铁电研究可大体分为四个阶段’。*阶段是1920-1939年，在这一阶段中发现了两种铁电结构，即罗息盐和系列。第二阶段是1940-1958年，铁电维象理论开始建立，并趋于成熟。第三阶段是1959—1970年，这是铁电软模理论出现和基本完善的时期，称为软模阶段。第四阶段是80年代至今，主要研究各种非均匀系统。到目前为止，己发现的铁电晶体包括多晶体有一千多种。

从物理学的角度来看，对铁电研究起了zui重要作用的有三种理论，即德文希尔(Devonshire)等的热力学理论,Slater的模型理论,Cochran和Anderson的软模理论。铁电体的研究取得不少新的进展，其中zui重要的有以下几个方面。

1、*性原理的计算。现代能带结构方法和高速计算机的反展使得对铁电性起因的研究变为可能。通过*性原理的计算，对铁畴和等铁电体，得出了电子密度分布，软模位移和自发极化等重要结果，对阐明铁电性的微观机制有重要作用。

2、尺寸效应的研究。随着铁电薄膜和铁电超微粉的发展，铁电尺寸效应成为一个迫切需要研究的实际问题。人们从理论上预言了自发极化、相变温度和介电极化率等随尺寸变化的规律，并计算了典型铁电体的铁电临界尺寸。这些结果不但对集成铁电器件和精细复合材料的设计有指导作用，而且是铁电理论在有限尺寸条件下的发展。

3、铁电液晶和铁电聚合物的基础和应用研究。1975年MEYER发现，由手性分子组成的倾斜的层状相‘相液晶具有铁电性。在性能方面，铁电液晶在电光显示和非线性光学方面很有吸引力。电光显示基于极化反转，其响应速度比普通丝状液晶快几个数量级。非线性光学方面，其二次谐波发生效率已不低于常用的无机非线性光学晶体。

聚合物的铁电性在年代末期得到确证。虽然的热电性和压电性早已被发现，但直到年代末才得到论证，并且人们发现了一些新的铁电聚合物。聚合物组分繁多，结构多样化，预期从中可发掘出更多的铁电体，从而扩展铁电体物理学的研究领域，并开发新的应用。

4、集成铁电体的研究。铁电薄膜与半导体的集成称为集成铁电体，广泛开展了此类材料的研究。铁电存贮器的基本形式是铁电随机存取存贮器。早期以为主要研究对象，直至年实现了的商业化。与五六十年代相比，当前的材料和技术解决了几个重要问题。一是采用薄膜，极化反转电压易于降低，可以和标准的硅或电路集成；二是在提高电滞回线矩形度的同时，在电路设计上采取措施，防止误写误读；三是疲劳特性大有改善，已制出多次反转仍不显示任何疲劳的铁电薄膜。

在存贮器上的重大应用己逐渐在铁电薄膜上实现。与此同时，铁电薄膜的应用也不局限于存储领域，还有铁电场效应晶体管、铁电动态随机存取存贮器等。除存贮器外，集成铁电体还可用于红外探测与成像器件，超声与声表面波器件以及光电子器件等。可以看出，集成薄膜器件的应用前景不可估量。

在铁电物理学内，当前的研究方向主要有两个一是铁电体的低维特性，二是铁电体的调制结构。铁电体低维特性的研究是应对薄膜铁电元件的要求，只有在薄膜等低维系统中，尺寸效应才变得不可忽略脚一。极化在表面处的不均匀分布将产生退极化场，对整个系统的极化状态产生影响。表面区域内偶极相互作用与体内不同，将导致居里温度随膜厚而变化。薄膜中还不可避免地有界面效应，薄膜厚度变化时，矫顽场、电容率和自发极化都随之变化，需要探明其变化规律并加以解释。

铁电超微粉的研究也逐渐升温。在这种三维尺寸都有限的系统中，块体材料的导致铁电相变的布里渊区中心振模可能无法维持，也许全部声子色散关系都要改变。库仑作用将随尺寸减小而减弱，当它不能平衡短程力的作用时，铁电有序将不能建立。

ZT-4C型铁电性能综合测试系统

ZT-4C型铁电性能综合测试系统是一代铁电材料参数测试仪适用于铁电薄膜、铁电体材料（既可块体材料）的电性能测量，可测量铁电薄膜电滞回线、I—V特性及开关特性，可地测出具有非对称电滞回线铁电薄膜的Pr值。可测铁电体材料的电滞回线及I—V特性。

前言：铁电材料具有良好的铁电性、压电性、热释电性以及非线性光学等特性, 是当前高新技术材料中非常活跃的研究领域之一，其研究热点正向实用化发展。

背景：高性能的铁电材料是一类具有广泛应用前景的功能材料,从目前的研究现状来看,对于具有高性能的铁电材料的研究和开发应用仍然处于发展阶段.研究者们选用不同的铁电材料进行研究,并不断探索制备工艺,只是到目前为止对于铁电材料的一些性能的研究还没有达到令人满意的地步.比如,用于制备铁电复合材料的陶瓷粉体和聚合物的种类还很单一,对其复合界面的理论研究也刚刚开始,铁电记忆器件抗疲劳特性的研究还有待发展。

一、产品介绍：

ZT-4C型铁电性能综合测试系统是一代铁电材料参数测试仪适用于铁电薄膜、铁电体材料（既可块体材料）的电性能测量，可测量铁电薄膜电滞回线、I—V特性及开关特性，可地测出具有非对称电滞回线铁电薄膜的Pr值。可测铁电体材料的电滞回线及I—V特性。

主要技术指标：
1.输出信号电压：薄膜：0～±10V ,精度：±1mV;陶瓷材料：0～±2200V,精度：±1V。
2.输出信号频率：薄膜材料0～2kHz,精度：±1Hz;压电陶瓷：1HZ, 精度：±0.01Hz。
3.电容范围：1000nf～ 100nf, 精度: ≤1%。
4.电流范围: 1nA～10A ,精度: ≤1%。
5.测试用信号源：计算机控制正弦波、三角波、间歇三角波、梯形波。
6.电流放大器：计算机控制，1、2、5倍。
7.信号放大器：计算机控制，1、2、5、10、15倍。8

8.数据结口：USB或BNC接口。

9. 数据采集分析软件： 能画出铁电薄膜的电滞回线，定量得到铁电薄膜材料的饱和极化Ps、剩余极化Pr、矫顽场Ec、漏电流等参数;可以进行铁电薄膜材料的铁电疲劳性能、铁电保持性能的测试，电阻测量，漏电流测量。