无机铁电材质详述

具有钙钛矿结构的氧化物铁电体（通式为 ABO3，其中 A, B 为金属离子），是数量多而且应用广的一种无机铁电体[7-8]。如图 1.2 所示，钙钛矿结构的特征：以 B 位金属阳离子为中心的氧八面体共顶点并相互连接，再镶嵌在一个以 A 位金属离子为顶点的四方体中。A、 B 位上的金属阳离子，可以代表单一离子或多种离子，被单一离子占据称为简单钙钛矿，若被多钟离子占据则称为复合钙钛矿。

由于占据 A、B 位离子的种类及其半径会有所差异，因此钙钛矿氧化物的特征及性能也是各有千秋。人们*早发现的一种钙钛矿铁电体是钛酸钡 (BaTiO3)，它的居里温度为120 C，由此可以判断出，BaTiO3 具有较为稳定的钙钛矿结构，而且晶体内部还不存在氧八面体的扭转。当温度高于居里温度，BaTiO3 为立方顺电相，其空间群是 Pm3m；当温度为 120 C时，晶体又经过从顺电到铁电的相变，从而成为四方铁电相，其空间群是 P4mm，自发极化方向沿原立方体的 (001) 方向；当温度逐渐低于 5 C 时，晶格结构又发生转变，成为正交系的铁电相，此时的空间群为 Amm2，其自发极化方向沿原立方体的 (011) 方向；当温度慢慢降低到 -90 C 以下时，晶体又发生正交系到三角系的相变，空间群为 R3m，其自发极化的方向沿原立方体的 (111) 方向。