發(fā)布時(shí)間：2023-02-26 17:22

　　稀土鈣氧硼酸鹽ReCa4O(BO3)3(ReCOB,Re為稀土元素)系列晶體是一類新型的壓電晶體材料,具有優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、熱力學(xué)等性能,在高溫壓電傳感領(lǐng)域內(nèi)具有廣闊的應(yīng)用前景。介電性質(zhì)是ReCOB系列晶體重要的電學(xué)性質(zhì)之一,它反映了介質(zhì)對靜電能的儲(chǔ)存和損耗。通過組分調(diào)控等方式調(diào)節(jié)ReCOB晶體的介電性質(zhì),能夠調(diào)控其電彈性能,并用于優(yōu)化傳感器設(shè)計(jì)的最佳晶體切型,因此研究該類晶體的介電性質(zhì)對于促進(jìn)其在高溫壓電傳感器件上應(yīng)用具有重要意義。據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)道,通過改變Re稀土陽離子的種類能夠調(diào)控ReCOB晶體的介電性質(zhì),隨著Re3+稀土離子半徑增大,相對介電常數(shù)分量ε22T/ε0呈線性增大趨勢,這可能與稀土離子誘導(dǎo)產(chǎn)生的晶格畸變和晶體中陽離子的無序分布有關(guān)。然而,相對介電分量ε22T/ε0和稀土陽離子半徑之間并非完美的線性增大關(guān)系,而是在LaCOB晶體出現(xiàn)了異常降低,這種拐點(diǎn)表明稀土陽離子半徑并非決定ReCOB晶體介電性質(zhì)的唯一因素,未知的調(diào)控因素為ReCOB系列晶體介電性能的優(yōu)化帶來了困難。從微觀上講,晶體的介電常數(shù)與極化強(qiáng)度和自由電荷的移動(dòng)有關(guān),Re3+稀土離子的半徑增大會(huì)導(dǎo)致Re06八面體產(chǎn)生...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 ReCOB晶體結(jié)構(gòu)和缺陷結(jié)構(gòu)
    1.3 ReCOB晶體的介電性質(zhì)
    1.4 本課題的選題思路及主要研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 理論研究方法
    2.1 簡介
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.2 Kohn-Sham方程
        2.2.3 廣義梯度近似
        2.2.4 雜化密度泛函
        2.2.5 DFT+U
        2.2.6 自洽場計(jì)算
    2.3 密度泛函微擾理論
        2.3.1 從Hessen矩陣到DFPT
        2.3.2 原子位移擾動(dòng)與電場擾動(dòng)
        2.3.3 波恩有效電荷
        2.3.4 低頻介電張量
    2.4 VASP軟件介紹
    2.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 ReCOB (Re=Pr, La)晶體結(jié)構(gòu)及電子結(jié)構(gòu)研究
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算方法和模型
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
        3.3.2 電子結(jié)構(gòu)
    3.4 本章結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第四章 ReCOB (Re=Y, Pr, La)晶體介電性質(zhì)研究
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算方法與模型
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 頻率依賴介電函數(shù)
        4.3.2 靜態(tài)介電常數(shù)
    4.4 本章結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第五章 ReCOB (Re=Y,Pr,La)晶體本征缺陷研究
    5.1 引言
    5.2 計(jì)算方法與模型
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 本征缺陷結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性
        5.3.2 中性反位缺陷對晶體介電性質(zhì)的影響
        5.3.3 帶電反位缺陷對晶體介電性質(zhì)的影響
    5.4 本章結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本論文的主要結(jié)論
    6.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
致謝
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本文編號(hào)：3750586