|
PbMg1/3Nb2/3O3(PMN)和PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3(PMNT)中几种局域结构与晶格形变的从头算研
|
|
【初中生化学小论文】*E-mail:cheminfo@nju.edu.cn铁电体[1]的研究始于1920年[2],法国人Valasek发现了罗息盐(酒石酸钾钠,NaKC4H4O6?4H2O)的特异介电性能,自此出现了“铁电性”的概念.钙钛矿型氧化物铁电体是为数最多的一类铁电体,其通式为ABO3,AB的价态可为A2＋B4＋或A1＋B5＋.典型的钙钛矿型结构如图1
所示.对钙钛矿型多元复合驰豫铁电体材料PbMg1/3-Nb2/3O3-PbTiO3(PMNT)的研究表明:PMNT具有良好的压电性能,d33超过2000 pc/N,机电耦合系数k33已达到94%,电场诱导应变可达到1.7%[3].1996年以来,罗豪甦等[4,5]首次使用改进的Bridgman方法生长出大尺寸的PMNT(单晶尺寸达到Φ40 mm×80 mm,晶片尺寸达到20 mm×20 mm),引起了国际上的密切关注.在PMN中的B位离子即主族元素离子Mg2＋与过渡族元素离子Nb5＋按1∶2的比例相互随机掺杂.离子电荷的差异和元素的替换效应共同作用导致BO6近八面体氧笼结构和电荷的较大差异,并引起A位离子Pb2＋框架结构与PbO12(图2)局域电荷分布的变化和晶格形变.在PMN和PMNT局域结构分布与性质关系的研究中,BO6(TiO6,MgO6和NbO6)近八面体氧笼结构已经有很多报道[3,6].在PMNT中Ti4＋随机地替换Mg2＋/Nb5＋,在图1钙钛矿结构的一个结构基元Figure 1 Schematic view of a perovskite unitB位离子框架结构中TiO6与其相邻的6个MgO6或NbO6可以构成多种八面体近邻分布类型,例如TiO6与6个NbO6邻接或TiO6处于4个MgO6构成的平面中间上下为NbO6等等.因此,PMNT中BO6电荷的差异和元素的替换效应更复杂.
图2 PbO12和BO6示意图Figure 2 PbO12 and BO6 units in perovskite由于B位离子互掺杂结构模型较
|
|
|
广告服务