2。3 相关性能测试步骤 14

3 实验结果及其分析 15

3。1 KBNNO 的 XRD 物相分析 15

3。2 KBNNO 的显微组织 22

3。3 介电分析 22

3。4 电滞迴线 23

3。5 展望 25

结 论 26

致 谢 27

参 考 文 献 28

本科毕业设计说明书 第 II 页

1  绪论

1。1  铁电材料发展及应用

铁电材料由于其具有压电性，铁电性，光电效应等性质[1]，可用于制作光电、红外探测， 储存器等新型元器件。这些元器件在众多领域均具有很好的的发展潜力和市场前景，自然而 然成为热点材料之一。另外，铁电材料兼具介电常数高和低耗散的优点，进一步拓宽了它的 适用领域。比如适用于制作高性能电容器、铁电储存器等电子器件。还有现有成熟的硅基的 集成电路上可以覆盖铁电体薄膜，可以降低反转电压，与硅或电路集成。尤其集成铁电体的 应用更加广泛，薄膜化让其性质得到大大的改善，可应用于光电器件等，前景可期。

在铁电发展史上的重要历史事件按年代顺序列于图表 1[3,4]中。

表一 铁电发展史上的摘要

在罗息盐中发现热释电性 在罗息盐，适应及其其它矿石中发现压电性 首次提出铁电性

发现罗息盐具有铁电性 发现 KH2PO4 具有铁电性

研制出 BaTiO3 高 K（大于 1200）电容器

发现 ABO3 性钙钛矿结构的 BaTiO3 具有铁电性 BaTiO3 用于压电传感器提出 BaTiO 的唯象理论；报道 LiNbO 和 LiTaO 是铁电体

提出反铁电体的概念 报道 PZT 是铁电体 报道 PbNbO 是铁电体 PZT 用于压电传感器

报道 BaTiO 具有 PTC 效应 报道碱式妮酸盐是铁电体 提出铁电材料的晶格动力学理论、软模理论 报道 PMN 是弛豫铁电体 研制出铁电半导体(PTC)器件 报道热压制备的铁电陶瓷的光学和电光性能 提出“铁性体”和“铁弹性”术语

报道 PLZT 的电光性能 研制出铁电薄膜

利用 PMN 弛豫铁电体研制出电致伸缩器件 Sol-gel 技术用于制备铁电薄膜

报道 PZT 和 PLZT 具有光致伸缩效应 铁电薄膜与硅技术结合 研制出用于压电传感器的弛豫铁电体单晶材料

… 发现铁电材料光伏机制

在铁电材料中发现通量全闭合畴结构

撇去铁电材料本身出众的物理性质不谈，它兼具优秀的结构功能相容性，能够与其他功能 材料互相兼容，这一优势极大的拓宽了铁电材料的应用范围并受到普遍关注。

1。2 铁电材料的光电机制及其应用

太阳能资源取自于恒星太阳上发生的核聚变，迄今而言是取之不尽的，而且对于我们采 集也较为方便，作为清洁的二次能源，且储备丰富，可谓是 21 世纪可再生能源里最大的潜力 股。而现今，利用太阳能来光伏发电目前面临的最主要问题有两点：一是现有成熟工艺下的 光伏电池的成本高；二是与此同时光电转换效率却太低，离真正的市场化尚有一段很长的山 路要走。传统的 pn 结太阳能电池的原理是在太阳光照条件下，由于光子的注入而在 p 结产生 光致电子，从而在 n 结处由于电子的离开产生了光生空穴，然后在电荷的定向移动过程中产 生了空间电荷区，即相当于内建了一个电场，在该电场的作用下，光生载流子分别向 n 和 p 区移动，从而产生了光致电流，这便是光伏过程的扼要说明。通过上述文字可以见得，光生 电压必然要被内建电场大小所约束，也就是说其内建电场仅为零点几个伏特到几个伏特，所 以光生电压所能达到的最大值只能等于半导体材料的禁带宽度的大小。譬如对于晶体硅电池 而言，它的开路电压的典型数值仅仅为 0。5-0。6V。