Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3 (2-1)

图2。1 ABO3型钙钛矿结构示意图

依据固溶体系,PLZT陶瓷是一种ABO3型构造,它属于铁电材料,其与热释电材料和压电材料的关系如图2。2所示。

图2。2 PLZT陶瓷与铁电材料、热释电材料以及压电材料之间的关系

由图2。2的关系可知,PLZT陶瓷同时具有铁电材料、热释电材料和压电材料的一些特征。不过,没有极化的PLZT陶瓷是各向同性的多晶,即便PLZT中各个晶粒可能存在自发极化情形,但在PLZT陶瓷其自发极化方向处于混沌状况,以是对PLZT陶瓷整体上的非极化不显示极性[18],同时,其也并不没有表现出热释电效应、压电效应和电光效应等物理性能。只有当电极涂层在PLZT陶瓷的两头,而且置于电场在必需的温度下极化,在外电场下,PLZT陶瓷具有很强的剩余极化强度,在这时候,PLZT陶瓷才具有热释电效应、压电效应和电光效应等物理机能。

2。2  PLZT陶瓷的光致伸缩基本原理

PLZT陶瓷的光致伸缩效应是热释电效应、压电效应和反常光生伏特效应三种效应一起影响的结果。光生伏特效应是指当光照在某些原料上时,材料内的电荷散布状态会发生变化,并且伴随有电动势和电流的形成。光生伏特效应是光电效应的一种,而光电效应包含光电子发射、光电导效应以及光生伏特效应。文献综述

如图2。3所示,图2。3是PLZT陶瓷的杂质能带图,它的能级是由Ti/Zr的d轨道和氧的p轨道杂化构成,杂质能带比PLZT能带高,而晶体的不对称势为电子阶跃提供了能量。波长大小是365nm的紫外光光子能量为3。4eV,这个比PLZT的杂质禁带宽度和禁带宽度都要高。当紫外光照射时,有些在PLZT陶瓷外面的束缚电子会吸收光子能量从价带激励到导带变为自由电子,这个被称为光生载流子。光生载流子会沿着残余极化方向运动,之后PLZT陶瓷中会产生光电流,被极化的两极间会产生高达103~105伏/厘米的光电压,此电压值远高于已知的光伏效应的电压值(1~10V)[11]

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