无铅铁电单晶的高压电活性及其物理机制

最近在研究钛酸钡单晶的过程中，偶然发现了这种无铅的传统铁电单晶材料具有高达2000pC/N的d33和0.75%(200V/mm电场下)的大应变等高压电活性，然而这种效应很难重复出来，高压电活性的形成和物理机制并不清楚，这大大阻碍了人们对于环境友好的绿色高性能压电单晶材料的研制与应用进程，人们迄今为止都还没有发现其它的可以与其比拟的无铅压电材料。本项目通过对钛酸钡单晶从生长、掺杂、后处理到结构分析和性能表征一系列连贯的制备与分析研究过程，尤其重视对于单晶的温控、电场与外力对晶体缺陷的联合作用，重点探索晶体缺陷的产生过程与晶向依赖性及其与晶体强压电效应的晶向依赖性之间的本质联系，深入探索和揭示钛酸钡单晶高压电活性的物理机制和本源，促进铁电体和压电学等相关学科的发展，并为可重复性的制备出更新和更高性能的对环境友好的压电单晶材料开辟新的路径。