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自發(fā)極化強度，鈮的化學性質(zhì)

來源：整理時間：2025-01-18 01:30:11 編輯：智能門戶手機版

本文目錄一覽

1，鈮的化學性質(zhì)
2，為什么溫度影響極化強度
3，鈮酸鋰的化學性質(zhì)
4，請講解一下氮化物中的極化效應
5，電介質(zhì)的極化
6，什么是熱釋電效應原理

1，鈮的化學性質(zhì)

鈮是灰白色金屬，熔點2468℃，沸點4742℃，密度8.57克／立方厘米。室溫下鈮在空氣中穩(wěn)定，在氧氣中紅熱時也不被完全氧化，高溫下與硫、氮、碳直接化合，能與鈦、鋯、鉿、鎢形成合金。不與無機酸或堿作用，也不溶于王水，但可溶于氫氟酸。

鈮的化學性質(zhì)

2，為什么溫度影響極化強度

溫度直接影響是分子的運動狀態(tài),從而直接影響物質(zhì)的結(jié)構(gòu)屬性.

剩余極化強度是鐵電體經(jīng)極化處理，撤除外電場后，極化強度并不為零而是保持一定值，稱為剩余極化pr。一般來說，剩余極化越大，鐵電性能越好。隨溫度的升高，剩余極化值為什么降低

為什么溫度影響極化強度

3，鈮酸鋰的化學性質(zhì)

鈮酸鋰（linbo3）晶體是目前用途最廣泛的新型無機材料之一，它是很好的壓電換能材料，鐵電材料，電光材料，非線性光學材料及表面波基質(zhì)材料。鈮酸鋰作為電光材料在光通訊中起到光調(diào)制作用。電光效應是指對晶體施加電場時，晶體的折射率發(fā)生變化的效應。有些晶體內(nèi)部由于自發(fā)極化存在著固有電偶極矩，當對這種晶體施加電場時，外電場使晶體中的固有偶極矩的取向傾向于一致或某種優(yōu)勢取向，因此，必然改變晶體的折射率，即外電場使晶體的光率體發(fā)生變化。在光通訊中，電-光調(diào)制器就是利用電場使晶體的折射率改變這一原理制成的。電光晶體位于起偏鏡和檢偏鏡之間，在未施加電場時，起偏鏡和檢偏鏡相互垂直，自然光通過起偏鏡后檢偏鏡擋住而不能通過。施加電場時，光率體變化，光便能通過檢偏鏡。通過檢偏鏡的光的強弱由施加于晶體上的電壓的大小來控制，從而實現(xiàn)通過控制電壓對光的強弱進行調(diào)制的目的。

鈮酸鋰的化學性質(zhì)

4，請講解一下氮化物中的極化效應

Ⅲ族氮化物極化效應有自發(fā)極化和壓電極化。 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)中的壓電極化效應5倍于AlGaAs/GaAs系統(tǒng)。除了高的壓電極化，自發(fā)極化（應變力為零時的極化）在纖鋅礦結(jié)構(gòu)Ⅲ族氮化物中同樣很大，這樣導致了更大的極化效應。纖鋅礦Ⅲ族氮化物InN、GaN和AlN都是六方晶系。其平衡晶格常數(shù)為a0和c0。在無外電場的情況下，GaN或AlGaN層中的宏觀極化強度P是平衡態(tài)下壓電極化強度PPE與自發(fā)極化強度PSP之和。由于GaN外延層一般沿[0001]方向生長，所以只考慮沿此軸的極化。自發(fā)極化強度的值也較大，都為負值，且從GaN、InN、AlN依次升高。由于在AlGaN中，壓電極化強度始終小于0，所以對于拉伸的勢壘層應力，壓電極化強度是負值；而對于壓縮的勢壘層應力，壓電極化強度是正值。在Ga面無應力GaN上生長晶格匹配的AlGaN， AlGaN將處于拉伸的勢壘層應力情況下，壓電極化和自發(fā)極化的方向平行，指向襯底。如果從Ga面變化為N面，自發(fā)極化和壓電極化的方向都要反向，背向襯底。

5，電介質(zhì)的極化

電介質(zhì)中電偶極矩的矢量和不為零的現(xiàn)象。電介質(zhì)可分為兩類：一類是非極性電介質(zhì)（常態(tài)下介質(zhì)內(nèi)分子的正負電荷的平均位置重合），另一類是極性電介質(zhì)(常態(tài)下介質(zhì)內(nèi)分子的正負電荷的平均位置不重合)。在無外電場作用時，非極性電介質(zhì)分子的等效電偶極矩為零；極性電介質(zhì)分子由于排列雜亂無章，其等效電偶極矩的矢量和亦為零。在有外電場作用時，非極性電介質(zhì)分子的正負電荷平均位置相對位移，極性電介質(zhì)分子的電偶極矩發(fā)生轉(zhuǎn)向。這樣，都將出現(xiàn)極化現(xiàn)象。極化的程度，可用電極化強度P表示。P為每單位體積內(nèi)的電偶極矩，即它是矢量,其單位在國際單位制中是庫侖/米2。根據(jù)實驗，許多電介質(zhì)的電極化強度P與電場強度E成正比,即式中ε0為真空介電常數(shù)；χ為電極化率,對于各向同性電介質(zhì)為一標量，對于各向異性電介質(zhì)為一張量。某些電介質(zhì)中偶極分子間作用很強,無外電場時,在小體積內(nèi)分子互相平行排列，形成有宏觀偶極矩的電疇。這種無外電場時電疇內(nèi)部分子已出現(xiàn)極化的現(xiàn)象稱為自發(fā)極化。熱釋電材料、鐵電材料均有自發(fā)極化。當然，這類有電疇結(jié)構(gòu)的電介質(zhì),由于電疇之間的排列無序,故無外電場時，整體上也不顯示出極化。　電位移　電場強度乘以真空介電常數(shù)并與電極化強度相加之合成矢量，即為電位移D或表示為電介質(zhì)的本構(gòu)方程D=εE式中ε為電介質(zhì)的介電常數(shù)。根據(jù)高斯通量定理這表明電位移D的通量是由自由電荷qf發(fā)出的。束縛電荷雖然可能影響D的分布,但不會發(fā)出D的通量。在有些情況下使用該式更加方便，因為該式等號右端項中不包含束縛電荷。在時變電磁場中,電位移的時間變化率就是位移電流密度。電位移的單位在國際單位制中為庫侖/米2(C/m2)。

6，什么是熱釋電效應原理

要搞懂“熱釋電效應”，我覺得，你必須有一定的壓電陶瓷及固體物理等方面相關(guān)的基礎(chǔ)。我先將其定義告知于你，如果還有問題，請?zhí)岢鰜?。熱釋電效?pyroelectric effect 由于溫度的變化,熱釋電晶體和壓電陶瓷等會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的電荷中心相對位移,使它們的自發(fā)極化強度發(fā)生變化,從而在它們的兩端產(chǎn)生異號的束縛電荷,這種現(xiàn)象稱為熱釋電效應。具有這種性質(zhì)的材料稱為熱釋電體。壓電陶瓷屬于熱釋電體。若不考慮溫度的不均勻性,熱釋電體一般具有一級和二級熱釋電效應。其中二級熱釋電效應是由于溫度變化引起材料形變,再由壓電效應產(chǎn)生電荷的二級效應。一般情況下,若溫度變化率相同,升降溫過程中產(chǎn)生的熱釋電電荷大小相等,但符號相反。對上述定義涉及相關(guān)名詞進行解釋：1 極化 polarization 在電場作用下,電介質(zhì)中束縛著的電荷發(fā)生位移或者極性按電場方向轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象,稱為電介質(zhì)的極化。 2 自發(fā)極化 spontaneous polarization 在沒有外電場作用時,鐵電晶體或鐵電陶瓷中存在著由于電偶極子的有序排列而產(chǎn)生的極化,稱為自發(fā)極化。在垂直于極化軸的表面上,單位面積的自發(fā)極化電荷量稱為自發(fā)極化強度。它是一個矢量,用P表示,其單位為C/m2。 3 壓電效應 piezoelectric effect 對某些電介質(zhì)施加機械力而引起它們內(nèi)部正負電荷中心相對位移,產(chǎn)生極化,從而導致介質(zhì)兩端表面內(nèi)出現(xiàn)符號相反的束縛電荷。在一定應力范圍內(nèi),機械力與電荷呈線性可逆關(guān)系,這種現(xiàn)象稱為壓電效應或正壓電效應。反之,如果把具有壓電效應的介質(zhì)置于外電場中,由于電場的作用會引起介質(zhì)內(nèi)部正負電荷中心位移,而這一位移又使介質(zhì)發(fā)生形變。在一定電場強度范圍內(nèi),電場強度與形變呈線性可逆關(guān)系,這種效應稱為逆壓電效應。

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