一种表征电介质极化、铁电相弛豫和漏导的方法

摘要

一种表征电介质极化、铁电相弛豫和漏导的方法，对铁电体施加恒定的电压，采集一定范围的点数、采用铁电分析系统对其进行测量；对采集所得数据进行分析与处理，得到不同的电压下样品的极化强度随时间变化的曲线图；根据公式，对测量所得数据曲线进行模拟，并将曲线图分离出瞬时极化、弛豫极化和漏导极化三部分，对所得数据ι、T进行分析，最终得出材料极化和弛豫的时间依赖性和电场依赖性，本发明测样操作方便易控，安全性高，且能够直接得到铁电体材料的准确铁电参数。

主权项

一种表征电介质极化、铁电相弛豫和漏导的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.极化强度与时间关系测量：通过采集电荷法，在一定频率范围内，对铁电体施加恒定的电压，采集一定范围的点数、采用铁电分析系统对其进行测量；b.对采集所得数据进行分析与处理，以时间为横坐标，极化强度为纵坐标作图，得到不同的电压下样品的极化强度随时间变化的曲线图；c.假设材料的电导率为一个定值，即单位时间内通过单位面积的电量是一个定值，该电量与时间成正比，设P₀表示材料的瞬时极化强度，P_t表示某时刻材料的极化强度，P_∞表示材料的饱和极化强度，ΔP为材料实际极化强度，P_c为材料撤电压后弛豫的极化强度、P_r为材料的剩余极化强度，ι为材料达到饱和极化值所需时间，T为材料完成弛豫所需时间，U_e为材料的能量储存密度，U_l为材料的能量损耗，E为施加的恒定电场强度，有以下关系式：P_t＝P_∞(1‑e^‑t/ι)+P₀e^‑t/ι+k*t    (1)P_t＝P_r(1‑e^‑t/T)+P_c e^‑t/T    (2)U_e＝ΔP*E    (3)U_l＝P_r*E    (4)以瞬时极化值为起始点，撤电压前的点为终止点，截取数据，并用公式(1)对该段曲线进行模拟；d.以撤电场后的瞬时极化值为起始点，截取数据，并用公式(2)对该段曲线进行模拟；e.根据公式(1)和公式(2)，对测量所得数据曲线进行模拟，并将曲线图分离出瞬时极化、弛豫极化和漏导极化三部分，得出P₀、P_∞、P_c、P_r、ι、T参数，根据公式(3)和公式(4)直接计算出材料的U_e、U_l，对所得数据ι、T进行分析，最终得出材料极化和弛豫的时间依赖性和电场依赖性。