研究目的
研究交变电流处理（ACT）对近形变相界[001]取向0.25PIN-0.43PMN-0.32PT单晶介电与压电性能的影响。
研究成果
交变电流处理（ACT）显著提升了近形变相边界处[001]取向的0.25PIN-0.43PMN-0.32PT单晶的介电与压电性能。相较于直流极化（DCP），优化后的ACT条件（50Hz频率下1kV/mm电场强度持续20个周期）使介电常数和压电系数分别提升了48%和54%。该研究还揭示了诱导单斜相在相变过程中的参与作用，以及纳米尺度异质极性区在高温下增强介电性能的潜在机制。ACT是提升弛豫铁电单晶器件应用性能的有效方法。
研究不足
本研究仅限于0.25PIN-0.43PMN-0.32PT单晶的特定组分及测试条件下ACT的效果。需进一步研究以探索ACT在其他组分和条件下的更广泛适用性及优化方案。
1：实验设计与方法选择：
本研究对预直流极化（DCP）单晶施加交变电场，以探究其诱导的介电与压电性能。优化后的ACT条件为1 kV/mm、50 Hz下作用20个周期。
2：样品选择与数据来源：
采用近准同型相界[001]取向的0.25PIN-0.43PMN-0.32PT单晶。样品切割为5×5×0.5 mm3尺寸，并经600°C退火10小时消除残余应力。
3：25PIN-43PMN-32PT单晶。样品切割为5×5×5 mm3尺寸，并经600°C退火10小时消除残余应力。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：高压放大器（PZD2000A，Trek）、函数发生器（DG1022，RIGOL）、示波器（DS1104Z，RIGOL）、准静态d33测试仪（ZJ-2，CAS）、LCR表（E4284A，Agilent）、高温腔室。
4：实验流程与操作步骤：
单晶样品先在室温下经1 kV/mm直流电场极化5分钟，随后在不同频率、周期及幅值条件下施加交变电场。室温下测量压电常数d33与介电常数，并测试室温至300°C范围内的介电常数与介电损耗温度特性。
5：数据分析方法：
通过LCR表测得的电容值计算介电常数，使用准静态d33测试仪测量压电系数，分析介电性能的温度依赖性以理解相变行为。
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获取完整内容-
LCR meter
E4284A
Agilent
Measuring the capacitance to calculate the dielectric permittivity.
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high voltage amplifier
PZD2000A
Trek
Amplifying the alternating voltage for the alternating current treatment.
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functional generator
DG1022
RIGOL
Generating the alternating voltage with a symmetrical triangular wave.
-
oscilloscope
DS1104Z
RIGOL
Monitoring the feedback signal of the alternating current treatment.
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quasistatic d33 meter
ZJ-2
CAS
Measuring the piezoelectric constant d33 of the crystal samples.
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