文 献 综 述

1.研究背景

反铁电材料在信息的检测、转换、处理、显示和存储等方面具有广泛的应用，是一类重要的高技术功能材料，广泛应用于各种传感器、共鸣器、滤波器和各种机电器件[1~5]。近年来，随着人们环保意识的增强，显然铅基铁电陶瓷的使用是与人类社会可持续发展战略背道而弛的，铅污染已经成为人类”公害”之一。为了保持人类社会和生态环境的协调发展，欧盟、日本等国家和地区已经立法禁止使用含铅的电子材料。尽管基于无铅铁电陶瓷性能还无法取代铅基陶瓷的现状，而暂时将铅基铁电陶瓷豁免于相关的法令法规之外，但相关国家和地区已经未雨绸缪，投入大量的人力和财力研究开发无铅铁电陶瓷。因此研究和开发无铅铁电陶瓷是一项具有重大社会和经济意义的课题[6]。

2.铁电材料与反铁电材料

2.1铁电体

某些晶体在一定的温度范围内具有自发极化，而且其自发极化方向可以因外电场方向的反向而反向，晶体的这种性质称为铁电性，具有铁电性的晶体称为铁电体。它之所以称为铁电体，是因为它与铁磁体在许多物理性质上有一一对应之处，如电滞回线对应磁滞回线，电畴对应磁畴，顺电-铁电相变对应顺磁-铁磁相变电矩对应磁矩等等，而并非晶体中一定含有”铁”。至于一种晶体是否是铁电体，我们并不能根据其内部结构的对称性来预测，只能通过实验来测定。铁电体的重要特征之一是具有电滞回线，电滞回线的存在是判定晶体为铁电体的重要根据。

2.1.1电滞回线

铁电体的极化随着电场的变化而变化，极化强度与外加电场之间呈非线性关系。如图1所示，在电场很弱时，极化线性地依赖于电场，此时可逆的畴壁移动占主导地位。当电场增强时，新畴成核，畴壁运动成为不可逆的，极化随电场地增加比线性快。当电场达到相应于B点的值时，晶体成为单畴，极化趋于饱和。电场进一步增强时，由于感应极化的增加，总极化仍然有所增加（BC段）。如果趋于饱和后电场减小，极化将按CBD曲线减少，以致当电场达到零时，晶体仍保留在宏观极化状态。线段OD表示的极化称为剩余极化Pr（remanent polarization）。若过C点沿着CB做一切线交y轴为E，则线段OE等于自发极化Ps（saturation polarization）。若电场反向，极化将随之降低并改变方向，直到电场等于某一值时，极化又将趋于饱和。这一过程如曲线DFG所示。OF代表的是使极化为零的电场，称为矫顽场Ec（coercivefield）。电场在正负饱和值之间循环一周时，极化与电场地关系如曲线CBDFGHC所示，此曲线称为电滞回线（hysteresis loop）。

2.2反铁电体