(1)電滯回線鐵電體的極化隨外電場(chǎng)的變化而變化,但電場(chǎng)較強(qiáng)時(shí),極化與電場(chǎng)之間呈非線性關(guān)系。
在電場(chǎng)作用下新疇成核長(zhǎng),疇壁移動(dòng),導(dǎo)*化轉(zhuǎn)向,在電場(chǎng)很弱時(shí),極化線性地依賴(lài)于電場(chǎng)見(jiàn)圖1,此時(shí)可逆的疇壁移動(dòng)成為不可逆的,極化隨電場(chǎng)的增加比線性段快。當(dāng)電場(chǎng)達(dá)到相應(yīng)于B點(diǎn)值時(shí),晶體成為單疇,極化趨于飽和。電場(chǎng)進(jìn)一步增強(qiáng)時(shí),由于感應(yīng)極化的增加,總極化仍然有所增大(BC段)。如果趨于飽和后電場(chǎng)減小,極化將循CBD段曲線減小,以致當(dāng)電場(chǎng)達(dá)到零時(shí),晶體仍保留在宏觀極化狀態(tài),線段OD表示的極化稱(chēng)為剩余極化。將線段CB外推到與極化軸相交于E,則線段OE為飽和自發(fā)極化PS。如果電場(chǎng)反向,極化將隨之降低并改變方向,直到電場(chǎng)等于某一值時(shí),極化又將趨于飽和。這一過(guò)程如曲線DFG所示,OF所代表的電場(chǎng)是使極化等于零的電場(chǎng),稱(chēng)為矯頑場(chǎng)EC。電場(chǎng)在正負(fù)飽和度之間循環(huán)一周時(shí),極化與電場(chǎng)的關(guān)系如曲線CBDFGHC所示此曲線稱(chēng)為電滯回線。
電滯回線可以用圖2的裝置顯示出來(lái)(這就是著名的Sawyer-Tower電路),以電晶體作介質(zhì)的電容Cx上的電壓Vx。是加在示波器的水平電極板上,與Cx串聯(lián)一個(gè)恒定電容Cy,(即普通電容),Cy上的電壓Vy加在示波器的垂直電極板上,很容易證明Vy與鐵電體的極化強(qiáng)度P成正比,因而示波器顯示的圖象,縱坐標(biāo)反映P的變化,而橫坐標(biāo)Vx與加在鐵電體上外電場(chǎng)強(qiáng)成正比,因而就可直接觀測(cè)到P-E的電滯回線。
下面證明Vy和P的正比關(guān)系,因
=
式中w為圖中電源V的角頻率;Cx為鐵電體的介電常數(shù),為真空的介電常數(shù),s為平板電容Cx的面積,d為平行平板間距離,代入上式得:
式中為圖中電源V的角頻率;Cx=,為鐵電體的介電常數(shù),0為真空的介電常數(shù),s為平板電容Cx的面積,d為平行平板間距離,代入上式得:
根據(jù)電磁線
P=
對(duì)于鐵電體,,故有后一近似等式,代入上式
因S與,故
因S與,故。
(1)電滯回線鐵電體的極化隨外電場(chǎng)的變化而變化,但電場(chǎng)較強(qiáng)時(shí),極化與電場(chǎng)之間呈非線性關(guān)系。
在電場(chǎng)作用下新疇成核長(zhǎng),疇壁移動(dòng),導(dǎo)*化轉(zhuǎn)向,在電場(chǎng)很弱時(shí),極化線性地依賴(lài)于電場(chǎng)見(jiàn)圖1,此時(shí)可逆的疇壁移動(dòng)成為不可逆的,極化隨電場(chǎng)的增加比線性段快。當(dāng)電場(chǎng)達(dá)到相應(yīng)于B點(diǎn)值時(shí),晶體成為單疇,極化趨于飽和。電場(chǎng)進(jìn)一步增強(qiáng)時(shí),由于感應(yīng)極化的增加,總極化仍然有所增大(BC段)。如果趨于飽和后電場(chǎng)減小,極化將循CBD段曲線減小,以致當(dāng)電場(chǎng)達(dá)到零時(shí),晶體仍保留在宏觀極化狀態(tài),線段OD表示的極化稱(chēng)為剩余極化。將線段CB外推到與極化軸相交于E,則線段OE為飽和自發(fā)極化PS。如果電場(chǎng)反向,極化將隨之降低并改變方向,直到電場(chǎng)等于某一值時(shí),極化又將趨于飽和。這一過(guò)程如曲線DFG所示,OF所代表的電場(chǎng)是使極化等于零的電場(chǎng),稱(chēng)為矯頑場(chǎng)EC。電場(chǎng)在正負(fù)飽和度之間循環(huán)一周時(shí),極化與電場(chǎng)的關(guān)系如曲線CBDFGHC所示此曲線稱(chēng)為電滯回線。
電滯回線可以用圖2的裝置顯示出來(lái)(這就是著名的Sawyer-Tower電路),以電晶體作介質(zhì)的電容Cx上的電壓Vx。是加在示波器的水平電極板上,與Cx串聯(lián)一個(gè)恒定電容Cy,(即普通電容),Cy上的電壓Vy加在示波器的垂直電極板上,很容易證明Vy與鐵電體的極化強(qiáng)度P成正比,因而示波器顯示的圖象,縱坐標(biāo)反映P的變化,而橫坐標(biāo)Vx與加在鐵電體上外電場(chǎng)強(qiáng)成正比,因而就可直接觀測(cè)到P-E的電滯回線。
下面證明Vy和P的正比關(guān)系,因
=
式中w為圖中電源V的角頻率;Cx為鐵電體的介電常數(shù),為真空的介電常數(shù),s為平板電容Cx的面積,d為平行平板間距離,代入上式得:
式中為圖中電源V的角頻率;Cx=,為鐵電體的介電常數(shù),0為真空的介電常數(shù),s為平板電容Cx的面積,d為平行平板間距離,代入上式得:
根據(jù)電磁線
P=
對(duì)于鐵電體,,故有后一近似等式,代入上式
因S與,故
因S與,故。
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