Influence of charge compensation mechanism on the piezoelectric properties and relaxor behavior of europium-doped lead magnesium niobate-lead titanate ceramics
Abstract
电荷补偿机制对不等价掺杂钙钛矿压电陶瓷的电学性能有重要影响。本研究用固相反应法制备了A位空位补偿（VA）、B位空位补偿（VB）、调整B位离子比例补偿（R）、不进行特殊的电荷补偿设计自己实现补偿（Reference）四种2.5%Eu-0.71PMN-0.29PT陶瓷（R中d33=1111pC/N），采用正电子湮没寿命谱（PALS）和符合多普勒展宽能谱（CDBS）表征陶瓷中的缺陷结构，分析缺陷对压电性能及弛豫性的影响。PALS和CDBS结果表明VA中缺陷以A位空位为主，其他样品中以B位空位为主，且VA和VB分别是A、B位空位浓度最高的，缺陷分布与设计的电荷补偿方式基本吻合。VA和VB中局部结构异质性程度高于R和Reference，具有较高室温介电常数，但压电系数却相对较小，这与样品中对畴壁具有钉扎作用，抑制压电响应的氧空位有关。陶瓷弛豫性也受电荷补偿机制影响，按照R、Reference、VA、VB顺序，居里温度依次降低，弛豫度依次增大，这与A/B位空位对长程有序结构影响有关。本研究表明在Eu-PMN-PT陶瓷中，可选择调整B位离子比例进行电荷补偿来获得良好压电性能，可选择产生B位空位进行电荷补偿来获得良好弛豫性。
Fields of Study & Subjects
Ferroelectric and Piezoelectric Materials
Dielectric properties of ceramics
Multiferroics and related materials
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 8
- Publication date
- 1 January 2026