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缺陷对纯及掺杂铌酸锂自发极化的影响：第一性原理计算
摘要： 大量研究表明，铌酸锂（LN）的内在缺陷主导着其物理特性。在富铌环境中，由铌反位缺陷与四个锂空位构成的结构被认为是最稳定的构型。基于密度泛函理论（DFT），我们探究了LN中四个锂空位的具体排布方式。结果显示：在纯LN中，最稳定结构包含两个作为铌反位第一近邻的锂空位与两个作为第二近邻的锂空位；在掺杂LN中也发现了类似的稳定结构。我们发现缺陷偶极矩对晶体极化并无直接贡献，自发极化更可能源于晶格畸变——该结论在掺杂Mg2?、Sc3?和Zr??的LN缺陷结构中得到验证。这一发现为缺陷团簇与晶体极化之间的关系提供了新认知。
关键词： 缺陷，铌酸锂，偶极矩，自发极化
更新于2025-09-23 15:22:29
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不同绝对构型与相序的手性对映体掺杂对高倾斜手性反斜方混合液晶的向列相、螺旋结构及电光性能的影响
摘要： 本研究的主要目标是增进对掺杂剂绝对构型与相序如何影响特定液晶混合物（该混合物具有宽温域反铁电相）自组装行为、理化性质及电光参数的理解。为明确这一影响，我们测定了所有设计混合物的介晶行为、螺旋螺距长度及其手性、自发极化强度与倾斜角，以及电光性能。结果表明所有混合物均呈现宽温域反铁电相和极低熔点。掺杂(R)对映体的混合物展现出更长的螺旋螺距、更低的自发极化值与旋转粘度，其倾斜角数值相当但关断时间较掺杂(S)对映体的类似混合物更长。具有各向同性-铁电-反铁电相序的对映体掺杂对基础混合物性质产生最显著影响。这些认知对于设计新型多组分液晶混合物极具价值——这类混合物具有手性倾斜近晶相介观结构，适用于被动/主动矩阵驱动的表面稳定模式，在光子学与光电子学领域具有重要应用前景。
关键词： 旋转粘度、多组分混合物、反铁电液晶、自发极化、螺旋螺距、倾斜角、(S)和(R)对映体
更新于2025-09-23 15:21:01
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不同尺寸二氧化硅纳米粒子分散的铁电液晶的介电与电光研究
摘要： 通过电光和介电技术研究了二氧化硅纳米粒子（SNPs）尺寸对铁电液晶（KCFLC 10R）性能的影响。我们发现，在主体铁电液晶中掺杂二氧化硅纳米粒子会显著改变掺杂体系的各项特性。掺杂后自发极化略有降低且开关速度加快，同时观察到在恒定频率下分散后的介电常数和电导率随温度升高而改善。这种依赖性在大尺寸粒子（约40纳米）中更强，在小尺寸粒子（约12纳米）中较弱。戈德斯通模（GM）向更高弛豫频率移动。这些结果有助于制造更优的光学和电子器件，应用于显示、开关和光束转向等领域。
关键词： 弛豫频率，铁电液晶，自发极化，二氧化硅纳米粒子，戈德斯通模，电光效应，开关时间
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于BiFeO?的无机光伏电池：自发极化、晶格匹配、光偏振及其与光伏性能的关系
摘要： 无机铁电钙钛矿氧化物比杂化钙钛矿更稳定，但其太阳能收集效率较低。本研究通过构建一系列基于BiFeO3的器件（太阳能电池），探究了影响光伏性能的三个因素：自发极化、BiFeO3与电极界面终止离子种类以及偏振光辐照。该工作在结合非平衡格林函数理论的内置电场或有限偏压下的密度泛函理论框架内完成。结果表明：1）仅当电子带隙合适时（而非自发极化更大时）光电流更大；2）与Fe3+或O2-终止界面相比，Bi3+离子终止界面在SrTiO3电极条件下光电流达到最大值；3）若单色光的偏振方向垂直于自发极化方向，光电流可显著增强。这些结果将深化对BiFeO3基太阳能电池部分实验现象的理解。
关键词： BiFeO3、太阳能电池、自发极化、偏振光、光伏性能
更新于2025-09-23 15:19:57
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两种基于联苯基苯甲酸酯的铁电介晶体的介电和电光性能（具有倾斜六方相）
摘要： 采用频域介电谱和电光方法研究了具有联苯基苯甲酸酯核的两种部分氟化铁电液晶(2F3R、3F3R)。两种化合物均在较宽温度范围内呈现SmC*相，同时伴随倾斜六方相SmF*和软晶相SmJ*(2F3R)及SmG*(3F3R)，以及(SmF*+SmC*)共存相。在SmF*相中观察到BOO相波和倾斜相波弛豫，类晶体近晶相中也存在协同弛豫行为。SmC*相中观测到Goldstone模弛豫，所有相中均存在Maxwell Wagner模。2F3R在SmC*和SmA*相中均检测到软模，而3F3R则直接从SmC*相熔融为各向同性相。这些化合物具有适中的自发极化值，尤其2F3R表现出相当尖锐的电响应。同时测量了旋转粘度、螺距和弹性常数，并讨论了链长和氟化对各种物理参数的影响。
关键词： 软模、倾斜六方相、BOO和倾斜位错模、自发极化、铁电液晶、响应时间
更新于2025-09-12 10:27:22
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氟化非手性链长度对两种基于三联苯的反铁电液晶的结构、介电和电光性能的影响
摘要： 研究了两类不同氟化链长的反铁电液晶。虽然两者均呈现反铁电相（SmCA*）、铁电相（SmC*）和顺电相（SmA*），但熔点随非手性链长增加而降低，清亮点则呈现相反趋势。SmCA*与SmC*相的热区范围、偶极矩及自发极化强度均表现出类似奇偶效应。层间距、分子平均间距及层状平面内的关联长度也随链长增加而增大。层间距的温度依赖性、X射线倾角、光学倾角及自发极化数据表明SmC*-SmA*相变具有三临界特性。介电增量随非手性链增长而减小。在低衍生物中，软模与戈德斯通模临界频率均随温度降低而下降，但在高衍生物中呈现相反变化。两种化合物在接近SmC*-SmA*相变温度（Tc）时软模均呈现居里-外斯行为，且高衍生物的戈德斯通模临界频率显著更高。高衍生物在SmCA*相中同时观测到同相与反相反铁电模，而低衍生物仅观测到反相反铁电模。光学倾角显示两类化合物的SmCA*相均具有正交锥特性。两种化合物的铁电-反铁电相变温度均随外加交流电场增强而降低。
关键词： 介电增量、开关时间、自发极化、正交锥形反铁电液晶、临界频率
更新于2025-09-11 14:15:04
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利用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）快速同步测定土壤性质：中国典型农田土壤案例研究
摘要： 本研究通过自发极化和局域结构无序性，为设计具有宽发光光谱的激光晶体提供了新范式。所生长的复合铁电晶体Nd掺杂Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3（Nd:PMNT）具有30纳米半高全宽的宽发射光谱，远超典型Nd激光晶体（Nd:YAG约0.8纳米）。通过构型坐标分析了复合铁电晶体光谱展宽的内在机制，发现4F3/2→4I11/2跃迁中峰位随温度的偏移受结构变化影响，与介电及铁电性能的变化规律一致。这类复合铁电晶体家族有望成为宽发光光谱Nd飞秒激光晶体的丰富宝库。
关键词： 局部无序、自发极化、铁电晶体、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、掺钕、宽频带发射
更新于2025-09-11 14:15:04
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用于高储能应用的组份依赖性xBa(Zr0.2Ti0.8)O3-(1-x)(Ba0.7Ca0.3)TiO3块体陶瓷
摘要： 本工作报道了采用固相反应法制备的x=0.4、0.5和0.6的无铅xBa(Zr0.2Ti0.8)O3-(1-x)(Ba0.7Ca0.3)TiO3[xBZT-(1-x)BCT]陶瓷的组分依赖性微结构、介电、铁电及储能性能，以及其相变序列。XRD和拉曼散射结果证实室温下存在菱方相与四方相共存。拉曼光谱、介电常数和极化的温度依赖性表明：在40℃（TR-T）发生铁电菱方相向铁电四方相的一级相变，在110℃（TT-C）发生铁电四方相向顺电伪立方相的二级相变。介电分析显示TT-C处的相变为扩散型，BZT-BCT陶瓷属于弛豫型铁电材料。介电损耗的温度依赖性变化与A1、E(LO)拉曼模半高宽(FWHM)相关联。发现x=0.6组分具有最佳饱和极化(Ps)≈8.3μC/cm2和矫顽场≈2.9kV/cm，这归因于晶粒尺寸效应。研究还表明BZT-BCT陶瓷在10?次循环内无疲劳响应。同时讨论了交流电场幅值和温度对储能密度及效率的影响。0.6BZT-0.4BCT陶瓷具有高TT-C(110℃)、高介电常数(εr≈12285)与低介电损耗(0.03)、良好极化(Ps≈8.3μC/cm2)，以及在25kV/cm电场下获得大可恢复能量密度(W=121mJ/cm3)和70%储能效率(η)的特性，使其成为理想的储能电容器候选材料。
关键词： 自发极化、拉曼光谱、介电常数、无铅陶瓷、储能电容器、疲劳
更新于2025-09-09 09:28:46
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铁电极化促进体相电荷分离实现SrBi4Ti4O15高效CO2光还原
摘要： 体相中光生电荷载流子的快速复合仍是当前光催化面临的主要障碍。鉴于铁电极化能诱导各向异性电荷分离，直接开发铁电材料作为光活性半导体催化剂颇具前景。本研究报道了铁电层状钙钛矿SrBi4Ti4O15作为高效CO2还原的稳健光催化剂。在无助催化剂和牺牲剂的条件下，经退火处理后具有最强铁电性的SrBi4Ti4O15纳米片在气固反应体系中展现出显著的CH4演化光催化CO2还原活性（速率达19.8 μmol·h-1·g-1），在365 nm处表观量子产率（AQY）为1.33%，优于大多数已报道的光催化剂。铁电滞回线、压电力显微镜（PFM）和纳秒级时间分辨荧光光谱揭示，SrBi4Ti4O15卓越的CO2光还原活性主要源于沿[100]方向的强铁电自发极化，该极化促使电荷沿相反方向实现高效体相分离。DFT计算还表明电子和空穴在a轴方向均呈现最小有效质量，证实铁电极化促进了载流子的高迁移率。这项研究表明，传统上作为铁电/压电陶瓷研究的半导体铁电材料，如今或可有力应用于光催化领域以应对日益严峻的能源?；?
关键词： 二氧化碳光还原、铁电钙钛矿、自发极化、SrBi4Ti4O15纳米片、压电催化
更新于2025-09-09 09:28:46