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铁电高分子之铁电性
- 2022 -
09/12
13:18
零号员工
发表时间:2022.09.12     作者:Jingyi     来源:ShoelessCai     阅读:1245

铁电材料是指在一定温度范围内具有自发极化, 且极化方向能被外加电场改变的材料。在此温度范围内的铁电材料称之为铁电相,高于此温度范围则称之为顺电相,铁电相与顺电相之间的转变温度称之为居里温度或居里点。

铁电材料的本质是具有自发极化,且自发极化能够在外电场中作用下发生转向。铁电材料的自发极化与非铁电体的自发极化具有很大的差异。非铁电体的自发极化体现为每个晶胞的自发电偶极矩大致同向排列,使得宏观表现出极化现象,可以看作是一个“大电畴”。而铁电体的自发极化在热平衡状态下,在其内部具有若干个均匀极化的区域,每个区域的自发极化方向相同,但是每个区域的极化方向则不同,这样的区域称之为电畴。取向混乱的电畴的共同作用,导致材料宏观上不表现出极化现象。(知乎,点击了解

在一些电介质晶体中,晶体的极化程度与电场强度呈现出非线性关系。由于极化程度与电场强度的关系曲线与铁磁体的磁滞回线形状类似,所以人们把这类晶体称为铁电体(其实晶体中并不含有铁)。迄今为止,已经发现的铁电材料有一千多种。(百度百科,点击了解

铁电性的根源是电极化,通常认为,铁电性来自微观结构之中的电偶极矩,电偶极矩的本质是空间之中的正负电荷中心的不重合。

铁、钴、镍是常见的铁磁性材料。铁磁性材料通常有一个转变温度 Tc ,低于这个温度的情况下具有铁磁性,高于这个温度的情况下具有顺磁性。这说明在 Tc 以下,自旋有自发平行的取向,当温度提高之后自旋取向无规律,在 Tc 以上铁磁性物质的磁性行为与顺磁性物质类似,磁化率与温度关系满足居里定律。(DogCraft,点击了解

铁电材料作为一种重要的功能材料,基于其独特的自发极化和外电场可控反转特性制造的铁电存储器,具有低功耗,高读写速度,高理论存储密度,抗电磁辐射等优势,其中高密度非易失性存储器件的发展与小型化更是在射频系统,空间技术等方面有着广阔的应用前景。(腾讯网,点击了解

铁电性,Ferroelectricity,某些非导电晶体或电介质自发产生电极化的性质,极化方向随外加电场的方向而改变。1975年发现液晶具有铁电性,标志着高分子液晶的响应速度从毫秒级上升至微秒级。这段解释出自于本科生课件。(豆丁网,点击了解

传统的铁电聚合物极化响应理论认为聚合物的铁电响应主要源于主链旋转带来的偶极子转动,而在平行于主链的方向则没有铁电响应。由于取向聚合物单晶薄膜中具有垂直于膜面的聚合物主链取向,该研究工作确认了薄膜在平行于主链方向仍具有显著的铁电、压电、介电响应。相关结果进一步丰富并深化了人们为聚合物的铁电响应机制的认识。(清华大学, 点击了解

我们希望通过原位添加可以溶解于水和有机溶剂中、具有高居里温度点、自发极化偶极子的分子铁电晶体材料,在提高聚合物基材的介电常数和储能密度的同时也保持材料的透明性和柔性。另外为了满足分子铁电晶体的分散需求和环保性能,本文选用了具有水溶解性和优良的成膜性的聚乙烯醇作为聚合物基体材料。两者通过溶液成膜的方式得到低添加量小分子铁电晶体均匀分散的复合体系,该体系的材料具有高介电常数的同时还维持优良的力学和光学性能。(YANTUO,点击了解

分子铁电体是一种在一定温度范围内具有自发极化,且其自发极化方向可因外电场方向的反向而反向的分子晶体。分子铁电体的研究经历了近百年的空窗期,尽管在二十一世纪伊始,分子铁电体的找寻经历了如同爱迪生发明电灯时的上千次尝试与探索。

“似球-非球理论”是一种用化学的语言来描述“居里对称性原理”的唯象理论。由于分子材料的结构柔性和可调性,为非极性晶体提供了在精准分子修饰或设计下赋予铁电性的可能。因此,即使对分子结构进行微小改变也可能改变晶体的对称性。当特定化学基被引入球形阳离子时,降低的分子对称性和生成的分子偶极矩有望引起低对称性的极性晶体结构和铁电性。随着温度的升高,改性的准球形阳离子仍能保持高速高能旋转,保持高度无序与各向同性,对应于高对称性的顺电相。(X-MOL,点击了解

有机弛豫铁电体应用,例如,电子伸缩器件、储能电容器、固态制冷和压电传感器等领域。通常,弛豫铁电聚合物经过电致辐照获得弛豫铁电聚合物,具有较大电致伸缩应变(Science 2802101, 1998),随后发现弛豫行为可能会诱导高出能密度电介质(Science 313, 334, 2006)、电致热效应(Science 321,821, 2008)和强压电相应(Nature,562,96,2018)。(网易,点击了解

高分子铁电材料具有独特和多元化的电性能,适用于信息存储、能源储存/采集/转换等。铁电存储器利用两个稳定的极化状态,以“0”或“1”的形式存储信息,具有非易失性(掉电时不丢失数据)、低功耗、高速写入、高耐久性的特性,在电子产品中应用前景广阔。(CNKI, 点击了解



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