（Ferroelectric鐵電材料篇二

    ZT-4C鐵電性能綜合測試系統為你解讀鐵電材料應用）

鐵電材料應用

鐵電性: NVFRAM\FFET 介電性:大容量電容\可調諧微波器件\PTC熱敏元件 電光效應:光開關\光波導\光顯示器件 聲光效應:聲光偏轉器 光折變效應:光調制器件\光信息存儲器件 非線性光學效應:光學倍頻(BBO\LBO)器件\參量振蕩\相共軛器件 壓電性:壓電傳感器\換能器\SAW\馬達 熱釋電效應:非致冷紅外焦平面陣列

一般認為，鐵電體的研究始于1920年，當年法國人發現了羅息鹽酒石酸鉀鈉，場·的特異的介電性能，導致了“鐵電性”概念的出現。迄今鐵電研究可大體分為四個階段’。階段是1920-1939年，在這一階段中發現了兩種鐵電結構，即羅息鹽和系列。第二階段是1940-1958年，鐵電維象理論開始建立，并趨于成熟。第三階段是1959—1970年，這是鐵電軟模理論出現和基本完善的時期，稱為軟模階段。第四階段是80年代至今，主要研究各種非均勻系統。到目前為止，己發現的鐵電晶體包括多晶體有一千多種。

從物理學的角度來看，對鐵電研究起了重要作用的有三種理論，即德文希爾(Devonshire)等的熱力學理論,Slater的模型理論,Cochran和Anderson的軟模理論。鐵電體的研究取得不少新的進展，其中重要的有以下幾個方面。

1、性原理的計算。現代能帶結構方法和高速計算機的反展使得對鐵電性起因的研究變為可能。通過性原理的計算，對鐵疇和等鐵電體，得出了電子密度分布，軟模位移和自發化等重要結果，對闡明鐵電性的微觀機制有重要作用。

2、尺寸效應的研究。隨著鐵電薄膜和鐵電超微粉的發展，鐵電尺寸效應成為一個迫切需要研究的實際問題。人們從理論上預言了自發化、相變溫度和介電化率等隨尺寸變化的規律，并計算了典型鐵電體的鐵電臨界尺寸。這些結果不但對集成鐵電器件和精細復合材料的設計有指導作用，而且是鐵電理論在有限尺寸條件下的發展。

3、鐵電液晶和鐵電聚合物的基礎和應用研究。1975年MEYER發現，由手性分子組成的傾斜的層狀相‘相液晶具有鐵電性。在性能方面，鐵電液晶在電光顯示和非線性光學方面很有吸引力。電光顯示基于化反轉，其響應速度比普通絲狀液晶快幾個數量級。非線性光學方面，其二次諧波發生效率已不低于常用的無機非線性光學晶體。

聚合物的鐵電性在年代末期得到確證。雖然的熱電性和壓電性早已被發現，但直到年代末才得到論證，并且人們發現了一些新的鐵電聚合物。聚合物組分繁多，結構多樣化，預期從中可發掘出更多的鐵電體，從而擴展鐵電體物理學的研究領域，并開發新的應用。

4、集成鐵電體的研究。鐵電薄膜與半導體的集成稱為集成鐵電體，廣泛開展了此類材料的研究。鐵電存貯器的基本形式是鐵電隨機存取存貯器。早期以為主要研究對象，直至年實現了的商業化。與五六十年代相比，當前的材料和技術解決了幾個重要問題。一是采用薄膜，化反轉電壓易于降低，可以和標準的硅或電路集成；二是在提高電滯回線矩形度的同時，在電路設計上采取措施，防止誤寫誤讀；三是疲勞特性大有改善，已制出多次反轉仍不顯示任何疲勞的鐵電薄膜。

在存貯器上的重大應用己逐漸在鐵電薄膜上實現。與此同時，鐵電薄膜的應用也不局限于存儲領域，還有鐵電場效應晶體管、鐵電動態隨機存取存貯器等。除存貯器外，集成鐵電體還可用于紅外探測與成像器件，超聲與聲表面波器件以及光電子器件等。可以看出，集成薄膜器件的應用前景不可估量。

在鐵電物理學內，當前的研究方向主要有兩個一是鐵電體的低維特性，二是鐵電體的調制結構。鐵電體低維特性的研究是應對薄膜鐵電元件的要求，只有在薄膜等低維系統中，尺寸效應才變得不可忽略腳一。化在表面處的不均勻分布將產生退化場，對整個系統的化狀態產生影響。表面區域內偶相互作用與體內不同，將導致居里溫度隨膜厚而變化。薄膜中還不可避免地有界面效應，薄膜厚度變化時，矯頑場、電容率和自發化都隨之變化，需要探明其變化規律并加以解釋。

鐵電超微粉的研究也逐漸升溫。在這種三維尺寸都有限的系統中，塊體材料的導致鐵電相變的布里淵區中心振模可能無法維持，也許全部聲子色散關系都要改變。庫侖作用將隨尺寸減小而減弱，當它不能平衡短程力的作用時，鐵電有序將不能建立。

ZT-4C型鐵電性能綜合測試系統

ZT-4C型鐵電性能綜合測試系統是新一代鐵電材料參數測試儀適用于鐵電薄膜、鐵電體材料（既可塊體材料）的電性能測量，可測量鐵電薄膜電滯回線、I—V特性及開關特性，可地測出具有非對稱電滯回線鐵電薄膜的Pr值。可測鐵電體材料的電滯回線及I—V特性。

前言：鐵電材料具有良好的鐵電性、壓電性、熱釋電性以及非線性光學等特性, 是當前高新技術材料中非常活躍的研究領域之一，其研究熱點正向實用化發展。

背景：高性能的鐵電材料是一類具有廣泛應用前景的功能材料,從目前的研究現狀來看,對于具有高性能的鐵電材料的研究和開發應用仍然處于發展階段.研究者們選用不同的鐵電材料進行研究,并不斷探索制備工藝,只是到目前為止對于鐵電材料的一些性能的研究還沒有達到令人滿意的地步.比如,用于制備鐵電復合材料的陶瓷粉體和聚合物的種類還很單一,對其復合界面的理論研究也剛剛開始,鐵電記憶器件抗疲勞特性的研究還有待發展。

一、產品介紹：

ZT-4C型鐵電性能綜合測試系統是新一代鐵電材料參數測試儀適用于鐵電薄膜、鐵電體材料（既可塊體材料）的電性能測量，可測量鐵電薄膜電滯回線、I—V特性及開關特性，可地測出具有非對稱電滯回線鐵電薄膜的Pr值。可測鐵電體材料的電滯回線及I—V特性。

主要技術指標：
1.輸出信號電壓：薄膜：0～±10V ,精度：±1mV;陶瓷材料：0～±2200V,精度：±1V。
2.輸出信號頻率：薄膜材料0～2kHz,精度：±1Hz;壓電陶瓷：1HZ, 精度：±0.01Hz。
3.電容范圍：1000nf～ 100nf, 精度: ≤1%。
4.電流范圍: 1nA～10A ,精度: ≤1%。
5.測試用信號源：計算機控制正弦波、三角波、間歇三角波、梯形波。
6.電流放大器：計算機控制，1、2、5倍。
7.信號放大器：計算機控制，1、2、5、10、15倍。8

8.數據結口：USB或BNC接口。

9. 數據采集分析軟件： 能畫出鐵電薄膜的電滯回線，定量得到鐵電薄膜材料的飽和化Ps、剩余化Pr、矯頑場Ec、漏電流等參數;可以進行鐵電薄膜材料的鐵電疲勞性能、鐵電保持性能的測試，電阻測量，漏電流測量。