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焦綠石氧化物介電陶瓷的調(diào)諧機(jī)理 已有1人參與
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| 某些具有立方焦綠石結(jié)構(gòu)的介電陶瓷具有介電常數(shù)具有隨外加電場(chǎng)而變化的電場(chǎng)可調(diào)特性，利用此特性可以控制微波電路中電磁波的波速和波長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)相位移。從晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)角度如何理解其調(diào)諧機(jī)理產(chǎn)生的機(jī)制？ |
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xishandian
至尊木蟲 (知名作家)
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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
donghelei: 金幣+200, ★★★★★最佳答案, 謝謝，非常深入全面 2020-12-31 17:38:04
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| 理想化學(xué)計(jì)量比焦綠石為立方結(jié)構(gòu)，空間群為Fd-3m，可以視為由B2O6八面體與A2O’四面體網(wǎng)格結(jié)構(gòu)相互穿插構(gòu)成。通常將焦綠石結(jié)構(gòu)的通式表示為A2B2O6O’，以區(qū)分兩種不同網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的氧離子。以鉍基立方焦綠石介電陶瓷為例，A位由Bi3+與2+價(jià)金屬離子共同占據(jù)，B位由2+價(jià)金屬離子與Nb5+共同占據(jù)。以典型Bi1.5ZnNb1.5O7(BZN)材料為例，Zn2+同時(shí)存在于A位與B位，BZN的化學(xué)結(jié)構(gòu)式可以表示為(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7，具有替位性的無(wú)序性結(jié)構(gòu)特征。在BZN中A位的Bi3+離子與Zn2+離子的原子坐標(biāo)相對(duì)于平衡位置產(chǎn)生了一個(gè)微小的位移，同樣O’離子也產(chǎn)生了一個(gè)類似的微小位移。在垂直于O’-A-O’鏈狀結(jié)構(gòu)的方向上，A位離子隨機(jī)占據(jù)<112>方向的6個(gè)等效位置，O’離子隨機(jī)占據(jù)<110>方向的12個(gè)等效位置；A位離子及O’離子的隨機(jī)性移位，產(chǎn)生了位移性無(wú)序結(jié)構(gòu)特征。研究認(rèn)為，BZN材料的介電調(diào)諧機(jī)制與立方焦綠石結(jié)構(gòu)中偏離平衡位置的A位離子與O’位離子的隨機(jī)躍遷及其介電響應(yīng)有關(guān)�；谶@種結(jié)構(gòu)特征，可用雙勢(shì)阱中偶極子躍遷模型對(duì)立方焦綠石結(jié)構(gòu)的介電可調(diào)特性及其與溫度的關(guān)系進(jìn)行了定性解釋。通過引入了一個(gè)隨機(jī)分布的電場(chǎng)之后，該模型能夠較好的描述調(diào)諧率與外加電場(chǎng)的關(guān)系。在鉍基立方焦綠石中高達(dá)60%的介電常數(shù)來(lái)源于O’-A-O’鍵的貢獻(xiàn)。 |
2樓2020-12-31 17:30:58
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