鈣鈦礦弛豫鐵電陶瓷光色效應(yīng)以及其它智能特性的研究.pdf

1、多功能鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電陶瓷屬于優(yōu)良的智能材料系列。該系列材料優(yōu)良的電響應(yīng)、熱響應(yīng)、機(jī)械響應(yīng)均得到了廣泛的研究與應(yīng)用,但作為智能系列材料的研究和應(yīng)用尚處剛起步階段。在該系列陶瓷的代表性材料-鑭代鋯鈦鉛馳豫鐵電陶瓷中早已發(fā)現(xiàn)較強(qiáng)的光色效應(yīng),但一直缺乏對(duì)該現(xiàn)象的全面描述和深入微觀機(jī)制的探究。PZT與PLZT屬于“特智能(verysmart)”材料,對(duì)其光色效應(yīng)的全面描述以及此現(xiàn)象微觀機(jī)制的深入探討不僅對(duì)其智能性應(yīng)用至關(guān)重要,而且對(duì)該系列材料其它

2、功能的有效利用也是有利的,尤其在開發(fā)基于此系列材料的微納器件與系統(tǒng)方面意義深遠(yuǎn)。
　　本論文以PZT陶瓷和摻稀土PLZT光學(xué)陶瓷為對(duì)象,對(duì)該類材料的光色效應(yīng)進(jìn)行全面的描述與分析,并探究其光色效應(yīng)的微觀機(jī)制。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)紫光輻照對(duì)PLZT材料折射率的影響十分顯著,這對(duì)于將材料用于相關(guān)智能器件開發(fā)方面十分有益。
　　按照論文研究目的要求將文章分為三個(gè)主要部分。第一部分通過兩種途徑對(duì)PZT和PLZT材料光色效應(yīng)作了具體描述,分別通

3、過直接觀察紫光和紅外光輻照前后材料顏色變化以及通過測(cè)量非透明PZT材料反射光強(qiáng)變化和透明PLZT材料的透射譜(率)的變化進(jìn)行描述。具體表現(xiàn)為為紫光輻照下,材料顏色會(huì)變暗,反射光強(qiáng)或者透射率會(huì)下降,發(fā)暗后材料在紅外光輻照下會(huì)被漂白,反射光強(qiáng)或者透射率會(huì)上升而恢復(fù)。
　　第二部分分別對(duì)非透明PZT材料反射光強(qiáng)度時(shí)序圖和透明PLZT材料透射率時(shí)序圖進(jìn)行詳細(xì)分析,得到材料對(duì)紫光以及紅外光的響應(yīng)時(shí)間與輻照光功率呈反比例關(guān)系,利用這一規(guī)律有望

4、開發(fā)探測(cè)紫外光以及紅外光的智能激光卡。對(duì)于光色效應(yīng)微觀機(jī)制的探究,引入了電子激發(fā)模型從微觀過程中對(duì)光色效應(yīng)的宏觀現(xiàn)象做了解釋,并對(duì)材料中陷阱分布規(guī)律做了簡(jiǎn)單分析。
　　第三部分對(duì)探測(cè)光為561nm線偏振光時(shí),405nm紫光輻照下較厚的PLZT材料前表面的反射光強(qiáng)度變化進(jìn)行分析,得到了PLZT材料在紫光輻照下,對(duì)于561nm處材料的折射率下降高達(dá)4％左右。用橢偏儀對(duì)這一分析結(jié)果進(jìn)行了直接測(cè)量,驗(yàn)證了分析結(jié)果的正確性,同時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)于波長(zhǎng)