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电介质迷思(10):《电介质材料研究室2010年鉴》序

已有 7862 次阅读 2011-1-12 10:39 |个人分类:格物释疑|系统分类:论文交流

《电介质材料研究室2010年鉴》序

在材料众多物理性质中,有一种独特的性质-介电性质,其体现了材料以电极化(电荷短程运动与位移)方式传递、储存与记录对电场响应的能力,这类材料便是电介质。根据介电特性的不同,电介质材料又可分为介电、压电(含电致伸缩)、热释电、铁电(含驰豫铁电)与反铁电材料。正是电介质与半导体及磁性材料一道,构成了现代电子技术的物质基础。

高介电常数、低损耗与良好的温度稳定性之协调乃电介质材料学者们追求的永恒梦想,而超低损耗化、巨介电常数以及多功能耦合更是电介质材料领域最新的挑战。而这些挑战涉及之关键基础科学问题始终是极化及其弛豫的基本规律。正是在这一背景下,本研究室立足铁电与介电材料领域,试图挑战超低损耗与巨介电常数的极限、追寻经典的奥秘、探索多功能耦合,潜心微波介质陶瓷、多铁性材料、以及铁电与弛豫铁电材料之基础研究。

过去的一年中,本研究室继续坚持系统的基础研究,挑战超低损耗与巨介电常数的极限、探索多功能耦合、追寻经典的奥秘,在微波介质陶瓷、电子铁电体与巨介电常数材料以及钨青铜型铁电材料新体系等方面的研究中均有所获。根据微波响应原理分析得出的指南,通过晶体结构裁剪与微结构调控,进一步实现了MRAlO4(M=Sr, Ca; R=La, Nd, Sm & Y)基陶瓷微波性能之协调优化;初步揭示了MO-R2O3-Al2O3三元系中MRAlO4近边的相平衡关系以及相关化合物的微波性能,为MRAlO4基陶瓷的性能协调优化提供了新的可能;进一步揭示了复合钙钛矿有序畴结构对材料微波性能之影响规律。通过对CaCu3Ti4O12M(Fe1/2Nb1/2)O3 (M=Ba, Sr)Ln2M’MnO6 (Ln=La, Nd, Sm; M’=Ni, Co)Ln2-xSrxNiO4 (Ln=La, Nd, Sm)LuFe2O4之十分类似的介电弛豫特征与混价结构/缺陷结构的系统对比与归纳分析、从唯象角度进一步完善了巨介电效应之极性微畴模型的物理图象;在PLD生长Ba(Fe1/2Nb1/2)O3薄膜中测得了明显饱和的电滞回线,从而预示了Ba(Fe1/2Nb1/2)O3薄膜的多铁性。进一步理解了充满型钨青铜陶瓷从正常铁电体向弥散型铁电体与驰豫铁电体变化的规律及其与低温介电弛豫的关联;在充满型钨青铜中引入磁性元素,获得了明显的室温多铁性。此外,临近岁暮之际、关于微波材料Q值随频率变化规律之研究取得令人欣喜之进展。

盘点上述收获,自有一丝淡然的喜悦,然喜悦之余却倍感任重道远。展望新年,惟有不懈努力、潜心研究、继续前行。希望用脚踏实地的工作来真诚感谢长期支持、关心与爱护本研究室的所有老师、领导与朋友。

 

陈湘明

2010年岁暮 于求是园

 

 

 

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