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焦綠石氧化物介電陶瓷的調(diào)諧機理 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)具有隨外加電場而變化的電場可調(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，從而實現(xiàn)相位移。從晶體結(jié)構(gòu)特點角度如何理解其調(diào)諧機理產(chǎn)生的機制？ |
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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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| 理想化學計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+價金屬離子共同占據(jù)，B位由2+價金屬離子與Nb5+共同占據(jù)。以典型Bi1.5ZnNb1.5O7(BZN)材料為例，Zn2+同時存在于A位與B位，BZN的化學結(jié)構(gòu)式可以表示為(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7，具有替位性的無序性結(jié)構(gòu)特征。在BZN中A位的Bi3+離子與Zn2+離子的原子坐標相對于平衡位置產(chǎn)生了一個微小的位移，同樣O’離子也產(chǎn)生了一個類似的微小位移。在垂直于O’-A-O’鏈狀結(jié)構(gòu)的方向上，A位離子隨機占據(jù)<112>方向的6個等效位置，O’離子隨機占據(jù)<110>方向的12個等效位置；A位離子及O’離子的隨機性移位，產(chǎn)生了位移性無序結(jié)構(gòu)特征。研究認為，BZN材料的介電調(diào)諧機制與立方焦綠石結(jié)構(gòu)中偏離平衡位置的A位離子與O’位離子的隨機躍遷及其介電響應(yīng)有關(guān)�；谶@種結(jié)構(gòu)特征，可用雙勢阱中偶極子躍遷模型對立方焦綠石結(jié)構(gòu)的介電可調(diào)特性及其與溫度的關(guān)系進行了定性解釋。通過引入了一個隨機分布的電場之后，該模型能夠較好的描述調(diào)諧率與外加電場的關(guān)系。在鉍基立方焦綠石中高達60%的介電常數(shù)來源于O’-A-O’鍵的貢獻。 |
2樓2020-12-31 17:30:58
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