TGS的铁电老化与历史记忆效应.pdfVIP

2005 2005年10月 四川大学学报(自然科学版) Oet of ScienceEdition) V01．42Issue2 Sichuan 第42卷增刊2 Joumal University(Natural 文章编号：0490—6756(2005)072—0069—04 TGS的铁电老化和历史记忆效应 罗劲明1，朱贵文2，陈敏1，沈韩1’”，李景德1 (1中山大学物理系，广州510275；2．广东药学院，广州510006) 摘要：测量了经18年自然老化后的TGS单晶的微分电滞回线．发现回线的形状与未老化的样 品类似，故称其为隐性老化．老化的样品经热处理后，回线峰位，峰高出现显著变化，甚至出现 双峰，表现出明显的老化特性，隐性老化被显性化了．老化的原因可归结为环境空气中的水分 子吸附在晶片四周表面上，使晶体有些微区水解形成缺陷；以厦这些缺陷向晶体内的扩散 关键词：铁电老化；TGS单晶；历史记忆效应 4 中图分类号：0482 文献标识码：A 1前言 老化和疲劳是常联系在一起的两个词一个样品在零外场和自由条件下，在远离转变点只经历不大的 温度起伏时，其性质因长期放置而发生变化的现象称为老化(aging)；或称为自然老化．用附加的外作用加 速的老化称为人工老化．样品在某种规律的外作用下，其性质随作用时间的变化称为疲劳(fatigue)．老化 和疲劳由体系的热力学史决定，都是历史记忆效应的表现．研究自然老化是很花时间的事，故报导较少 出在室温做极化反转的简单测量外，末过多受外加物理作用，故其性质的变化可视为自然老化的结果． 2实验结果及分析 21隐性老化 够大时奇和偶”支随一的变化很小，但不能说与n无关，因为在n增大到104～10“时出现铁电疲劳．单 晶的极化疲劳已经观察到…．图1(b)给出了在出现铁电疲劳之前近似稳定的奇和偶支图中已将纯铁电 性对，的贡献k和非铁电性贡献h分开了’21 I=IN+IF=l，+I#+IF 011 其中，f。为电导的贡献，‘为顺电性的贡献．测量表明，I，和I。和随u的变化都是线性的． 品的自发极化强度只=3．1vC／am2，比公认值2．8ttC／cm2略大o 现弱的内偏场如果将回线顶角上奇偶支重叠的部分截去，则余下的图形有对称中心C．故如果将Q改用 极化强度P为纵坐标，则C点在P=0上． 束老化TGS的微分回线具有很好的高斯线型Ⅱ1，但图1(b)的微分回线略为偏离高斯线型，不过变化 收藕日期：2005—08—31 基金项目：广东省科技计划项目(C11102)；广东省自然科学基金(o,1009806) 作者简介：罗劲明(1981一)，男，硕士研究生 Crl *通讯作者E—mail：stdpll@≈u．edu 70 四川大学学报(自然科学版) 第42巷 不大以上测量未显示出样品有严重老化，故称为隐性老化， 2．2显性老化 5h，再冷却回室温FE相，意外发现样 TGS的居里点为49*(2．将它由室温加热至62C的PE相恒温0 品的铁电性在处理后完全变了，经多次测量证明热处理将隐性老化显性化了． 将图1(a)的测量方法严格地规定如图2(a)前一次测量规定终止于Ft。，此时U=0再在t=r。= 看出，老化使微分回线峰高变小，峰宽变大，所围面积减小，峰位更远离原点；线型严重偏离高斯型，在峰值 电压U，较小时偶”支微分回线甚至出现明显双峰，如图3所示．此外，老化后L和，。(U)都变成非线 性