Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự ổn định áp điện lớn và mệt mỏi phân cực thấp trong các tinh thể 6Pb(Sc1/2Nb1/2)O3-70Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-24PbTiO3
Tóm tắt
Các tính chất điện và mệt mỏi phân cực của các tinh thể 6Pb(Sc1/2Nb1/2)O3-70Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-24PbTiO3 (6PSN-70PMN-24PT) hướng [001] đã được nghiên cứu. So với các tinh thể nhị phân Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), tinh thể ba thành phần 6PSN-70PMN-24PT cho thấy nhiệt độ chuyển tiếp từ dạng thấp rhombohedral sang dạng tứ diện (TR-T = 120°C) cao hơn và trường cưỡng bức lớn hơn (Ec = 4 kV/cm). Kết quả cho thấy hằng số áp điện (d33 ≈ 1200 pC/N) và hệ số liên kết điện cơ (kt ≈ 61%) phụ thuộc yếu vào nhiệt độ ủ nhiệt (Ta), duy trì trên 90% giá trị ban đầu khi Ta < 120°C, cho thấy độ ổn định áp điện nhiệt tốt. Các phép đo mệt mỏi điện cho thấy tinh thể ba thành phần 6PSN-70PMN-24PT thể hiện đặc tính mệt mỏi nhẹ dưới 105 chu kỳ hai chiều, trong khi tinh thể nhị phân PMN-PT thể hiện sự suy giảm phân cực đột ngột khi số chu kỳ vượt quá 102 chu kỳ. Độ ổn định mệt mỏi cải thiện cho các tinh thể 6PSN-70PMN-24PT được cho là do trường cưỡng bức lớn. Các cơ chế vật lý của trường cưỡng bức nâng cao và nhiệt độ chuyển tiếp cao đã được thảo luận dựa trên năng lượng đẩy và các miền phân cực.
Từ khóa
#tinh thể 6PSN-70PMN-24PT #áp điện #mệt mỏi phân cực #trường cưỡng bức #nhiệt độ chuyển tiếpTài liệu tham khảo
Y.F. Chang, B. Watson, M. Fanton, R.J. Meyer Jr, and G.L. Messing, Appl. Phys. Lett. 111, 232901 (2017).
F. Li, D.B. Lin, Z.B. Chen, Z.X. Cheng, J.L. Wang, C.C. Li, Z. Xu, Q.W. Huang, X.Z. Liao, L.Q. Chen, T.R. Shrout, and S.J. Zhang, Nat. Mater. 17, 349 (2018).
S.E. Park and T.R. Shrout, J. Appl. Phys. 82, 1804 (1997).
F. Li, S.J. Zhang, Z. Xu, X. Wei, J. Luo, and T.R. Shrout, J. Appl. Phys. 108, 034106 (2010).
J. Peräntie, J. Hagberg, A. Uusimäki, and H. Jantunen, Phys. Rev. B 82, 134119 (2010).
Y.H. Bing and Z.G. Ye, J. Cryst. Growth 287, 326 (2006).
A.T. Kozakov, O.E. Polozhentsev, I.P. Raevski, N. Kumar, S.I. Raevskaya, and A.V. Nikolskii, Surf. Sci. 666, 1 (2017).
V. Sivasubramanian, V. Subramanian, and S. Kojima, Phys. Rev. B 93, 054115 (2016).
V.R. Shanmugam, N.A. Srungarpu, and J.P. Sadequa, J. Mater. Res. 29, 1054 (2014).
Z.J. Wang, X.Z. Li, C. He, Y. Liu, S.J. Han, S.L. Pan, and X.F. Long, J. Mater. Sci. 50, 3970 (2015).
Y. Yamashita and K. Harada, Jpn. J. Appl. Phys. 36, 6039 (1997).
Z.J. Wang, C. He, H.M. Qiao, D.F. Pang, X.M. Yang, S.G. Zhao, X.Z. Li, Y. Liu, and X.F. Long, Cryst. Growth Des. 18, 145 (2018).
Z.J. Wang, C. He, X.Z. Li, Y. Liu, X.F. Long, S.J. Han, and S.L. Pan, Mater. Lett. 184, 162 (2016).
K. Yanagisawa, J.C. Rendon-Angeles, H. Kanai, and Y. Yamashita, J. Mater. Sci. Lett. 17, 2105 (1998).
Y.P. Guo, H.Q. Xu, H.S. Luo, G.S. Xu, and Z.W. Yin, J. Cryst. Growth 226, 111 (2001).
C.J. He, H.B. Chen, F. Bai, Z.B. Fan, L. Sun, F. Xu, J.M. Wang, Y.W. Liu, and K.J. Zhu, J. Appl. Phys. 112, 126102 (2012).
F.L. Goupil, A. Berenov, A.K. Axelsson, M. Valant, and N.M. Alford, J. Appl. Phys. 111, 124109 (2012).
Z.Y. Feng, X.Y. Zhao, and H.S. Luo, J. Phys. Condens. Matter 16, 6771 (2004).
X.H. Zhao, W.G. Qu, H. He, N. Vittayakorn, and X.L. Tan, J. Am. Ceram. Soc. 89, 202 (2006).
G.S. Xu, H.S. Luo, P.C. Wang, Z.Y. Qi, and Z.W. Yin, Chin. Sci. Bull. 45, 1380 (2000).
L. Farber and P. Davies, J. Am. Ceram. Soc. 86, 1861 (2003).
N.N. Luo, S.J. Zhang, Q. Li, Q.F. Yan, Y.L. Zhang, T. Ansella, J. Luo, and T.R. Shrout, J. Mater. Chem. C 4, 4568 (2016).
W.H. He, Q. Li, X.Q. Xi, and Q.F. Yan, J. Am. Ceram. Soc. 101, 1236 (2018).
R. Zhang, B. Jiang, W.H. Jiang, and W.W. Cao, Mater. Lett. 57, 1305 (2003).
G.S. Xu, H.S. Luo, P.C. Wang, and Z.W. Yin, Chin. Sci. Bull. 45, 700 (2000).
H.B. Zhang, X.Y. Lu, R.X. Wang, C. Wang, L.M. Zheng, Z. Liu, C. Yang, R. Zhang, B. Yang, and W. Cao, Phys. Rev. B 96, 054109 (2017).
Y.L. Wang, E.W. Sun, W. Song, W.C. Li, R. Zhang, and W.W. Cao, J. Alloys Compd. 601, 154 (2014).
L.M. Zheng, R. Sahul, S.J. Zhang, W.H. Jiang, S.Y. Li, and W.W. Cao, J. Appl. Phys. 114, 104105 (2013).
L.H. Liu, X. Wu, S. Wang, W. Di, D. Lin, X.Y. Zhao, and H. Luo, J. Cryst. Growth 318, 856 (2011).
S.J. Zhang, J. Luo, F. Li, R.J. Meyer Jr, W. Hackenberger, and T.R. Shrout, Acta Mater. 58, 3773 (2010).
I. Grinberga, M.R. Suchomel, P.K. Davies, and A.M. Rappe, J. Appl. Phys. 98, 094111 (2005).