摘要
挠曲电效应作为一种特殊的力电耦合效应，由应变梯度诱导材料内部产生的电极化或者由电场强度导致材料发生形变分别称为正挠曲电效应和逆挠曲电效应。挠曲电效应具有不受材料宏观对称性限制和尺寸效应等特点，在微纳米传感器等方面具有重要的应用潜质。挠曲电效应作为一个相对小众、新兴的研究领域，关于挠曲电效应的研究目前仍处于起步阶段。 钙铜钛氧（CaCu3Ti4O12，以下简称为CCTO）作为一种类钙钛矿材料，在常温下具有较高的介电常数，且在一定的温度范围内其介电常数较为稳定，并且保持在104以上。目前关于CCTO的巨介电机制的研究已经较为充分，作为一种顺电相材料并不像铁电材料一样内部发生自发极化导致其能够拥有较高的介电常数，目前关于CCTO具有较高的介电常数的理论，被广泛接受的是由于其内部是由半导化的晶粒和绝缘的晶界组成，在材料中形成了内部势垒电容层（以下简称为IBLC）。本工作研究了CCTO在陶瓷和薄膜两种形态下的挠曲电效应，探究了IBLC模型在不同温度范围内对挠曲电效应的贡献。 1.通过传统固相烧结法制备了CCTO陶瓷，在不同的烧结温度下确定了1100℃为最佳的烧结条件，其常温下挠曲电系数能够达到0.6μC/m左右，作为一种顺电相材料，其常温下的挠曲电系数相比较STO等顺电相材料具有两个数量级的上升。CCTO陶瓷的挠曲电系数在变温下有显著的提升，由于CCTO在温度升高后，其绝缘的阻抗值逐渐降低，导致内部的势垒逐渐升高。将挠曲电温谱从95℃分为两段来看，在低温段，由于材料肖特基势垒存在对挠曲电效应具有增强作用；在高温段，由于陶瓷内部电阻降低，导致载流子数量增多从而致使挠曲电效应有显著的增强； 2.通过脉冲激光沉积法在云母上以STO/SRO作为缓冲层与底电极，成功的探究出CCTO能够在云母上外延的参数，CCTO薄膜的挠曲电效应比陶瓷中相对较低，这与其厚度相关。其薄膜形态仅有纳米级别的厚度，根据挠曲电效应与温度之间的关系可知，其也与陶瓷中的具有相似的规律，都是随着温度先缓慢增加，再变为剧烈增加。
NETL