鈣鈦礦弛豫鐵電陶瓷光色效應以及其它智能特性的研究.pdf

1、多功能鈣鈦礦結構鐵電陶瓷屬于優(yōu)良的智能材料系列。該系列材料優(yōu)良的電響應、熱響應、機械響應均得到了廣泛的研究與應用,但作為智能系列材料的研究和應用尚處剛起步階段。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)較強的光色效應,但一直缺乏對該現(xiàn)象的全面描述和深入微觀機制的探究。PZT與PLZT屬于“特智能(verysmart)”材料,對其光色效應的全面描述以及此現(xiàn)象微觀機制的深入探討不僅對其智能性應用至關重要,而且對該系列材料其它

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。
　　本論文以PZT陶瓷和摻稀土PLZT光學陶瓷為對象,對該類材料的光色效應進行全面的描述與分析,并探究其光色效應的微觀機制。在實驗中發(fā)現(xiàn)紫光輻照對PLZT材料折射率的影響十分顯著,這對于將材料用于相關智能器件開發(fā)方面十分有益。
　　按照論文研究目的要求將文章分為三個主要部分。第一部分通過兩種途徑對PZT和PLZT材料光色效應作了具體描述,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量非透明PZT材料反射光強變化和透明PLZT材料的透射譜(率)的變化進行描述。具體表現(xiàn)為為紫光輻照下,材料顏色會變暗,反射光強或者透射率會下降,發(fā)暗后材料在紅外光輻照下會被漂白,反射光強或者透射率會上升而恢復。
　　第二部分分別對非透明PZT材料反射光強度時序圖和透明PLZT材料透射率時序圖進行詳細分析,得到材料對紫光以及紅外光的響應時間與輻照光功率呈反比例關系,利用這一規(guī)律有望

4、開發(fā)探測紫外光以及紅外光的智能激光卡。對于光色效應微觀機制的探究,引入了電子激發(fā)模型從微觀過程中對光色效應的宏觀現(xiàn)象做了解釋,并對材料中陷阱分布規(guī)律做了簡單分析。
　　第三部分對探測光為561nm線偏振光時,405nm紫光輻照下較厚的PLZT材料前表面的反射光強度變化進行分析,得到了PLZT材料在紫光輻照下,對于561nm處材料的折射率下降高達4％左右。用橢偏儀對這一分析結果進行了直接測量,驗證了分析結果的正確性,同時發(fā)現(xiàn)對于波長