本书全面系统地论述铁电体物理学的基本规律和最新进展。全书以自发极化为核心，系统地总结了作者多年来的研究成果，深入讨论了铁电体的尺寸和表面效应理论；同时吸收了国内外有关铁电体的主要成果和学术思想。全书共9章，前4章主要阐述自发极化机制，包括铁电体的晶体结构、宏观理论、微观理论；后5章讨论极化状态在外场作用下的变化，即铁电体的各种功能效应，包括电畴结构、极化反转、介电响应、压电效应和电致伸缩效应、热电效应、光学效应（电光、非线性、光折变）。此外，结合每种功能效应，介绍若干典型铁电材料及其应用。书末附有3个附录和详细的内容索引。
样章试读
目录
- 目录
《凝聚态物理学丛书》出版说明 葛庭燧 冯端
序 蒋民华
主要符号一览表 iv
第一章 绪论 1
1.1 基本概念 1
1.2 历史和现状 7
1.3 内容安排和说明 15
参考文献 18
第二章 铁电体的晶体结构 22
2.1 含氧八面体的铁电体 22
2.1.1 钙钛矿型铁电体 22
2.1.2 铌酸锂型铁电体 27
2.1.3 钨青铜型铁电体 30
2.2 含氢键的铁电体 31
2.2.1KDP系列晶体 31
2.2.2 LHP和LDP 33
2 3 含氟八面体的铁电体 34
2.4 含其他离子基团的铁电体 36
2.4.1 NaNO2 36
2.4.2 TGS 39
2 4 3 内胺化合物 42
2.4.4 罗息盐 43
2.5 铁电聚合物和铁电液晶 45
2.5.1 铁电聚合物 45
2.5.2 铁电液晶 48
2.6 铁电晶体的结构分析 51
2.6.1 参量关联 52
2.6.2 单畴化不完善的影响 55
2.6.3 铁电体绝对构型的测定 58
2.7 由结构分析预言新铁电体 61
2 7.1 AKJ关系 61
2.7.2 Abrahams条件及其应用实例 63
参考文献 65
第三章 铁电相变的宏观理论 68
3.1 电介质的特征函数 69
3.1.1 特征函数和相变 69
3.1.2 弹性吉布斯自由能的展开 72
3.2 一级铁电相变 74
3.2.1 特征温度 74
3.2.2 系数α0，β和γ的测定 77
3.2.3 潜热及熵的改变 78
3.2.4 电场对居里温度的影响 78
3 3 二级铁电相变 81
3.3.1 极化和介电特性 81
3.3.2 系数α0，β和γ的测定 82
3.3 3 居里点附近的比热 83
3.3.4 电场对相变温度的影响 84
3.3.5 三临界点 85
3.4 朗道相变理论 87
3.4.1 序参量与对称破缺 87
3.4.2 朗道相变理论 89
3.5 居里原理在铁电相变中的应用 95
3.5.1 居里原理 95
3.5.2 顺电-铁电相变 96
3.5.3 铁电-铁电相变 101
3.5.4 铁电相变与空间群 102
3.5.5 铁电相变的级 104
3.5.6 反铁电相变 105
3.6 朗道理论的适用范围，临界区 106
3.7 非本征铁电相变和反铁电相变 113
3.7.1 初级序参量和次级序参量 113
3.7.2 非本征铁电相变 113
3.7.3 赝本征铁电相变 118
3.7.4 反铁电相变 121
3.8 铁性相变 124
3.9 铁电相变中的尺寸效应和表面效应 130
3.9.1 薄膜中的铁电相变 131
3.9.2 颗粒中的铁电相变 142
3.9.3 长柱体中的铁电相变 148
参考文献 l51
第四章 铁电相变的微观理论 155
4.1 铁电软模的基本概念和实例 156
4.1.1 布里渊区中心光学横模的软化与铁电相变 l56
4.1.2 软模相变的几个实例 159
4.2 软模的机制 164
4.2.1 短程力与库仑力的平衡 164
4.2.2 非谐相互作用 166
4.3 平均场近似下的软模理论 169
4 3.1 非谐振予系统及其基本性质 169
4.3.2 相变温度、软模频率和序参量 175
4.4 赝自旋系统的模型哈密顿量及其静态性质 180
4.4.1 横场Ising模型 180
4.4.2 静态性质 185
4.5 赝自旋系统的动力学 189
4 5.1 赝自旋的自由旋进 189
4.5.2 赝自旋运动的弛豫 194
4.6 隧穿运动可忽略的赝自旋系统 200
4 7 双势阱不对称的赝自旋系统 205
4.8 赝自旋的四体相互作用 209
4.9 超薄铁电膜的横场Ising模型 215
4.10 铁电超晶格的横场Ising模型 221
4.11 赝自旋与晶格振动的耦合 225
4.12 位移型和有序无序型的统一理论 228
4.13 中心峰 231
4 13.1 中心峰的唯象处理 233
4 13.2 原子簇或微畴理论 234
4.13.3 晶体缺陷理论 237
4.14 振动—电子理论 240
4.15 第一性原理的计算 248
4 15.1 电子结构以及总能量与晶格结构的关系 249
4 15.2 软模位移、应变、总能量和铁电性 253
4 15.3 自发极化的计算 258
参考文献 264
第五章 电畴结构和极化反转 269
5.1 电畴结构及其观测 269
5.1.1 电畴与晶体对称性 269
5.1.2 电畴的形成 271
5.1.3 畴结构参量的估算 274
5.1.4 电畴的观测 277
5.2 几种重要的电畴结构 279
5.2.1 人工周期性片状畴 279
5.2.2 陶瓷中的电畴 281
5.2.3 薄膜中的电畴 286
5.3 极化反转的基本过程 292
5.3.1 实验方法 292
5.3.2 极化反转的基本过程 294
5.4 极化反转的唯象理论 297
5.4.1 无限晶粒的极化反转理论 297
5.4.2 有限晶粒的极化反转理论 304
5.5 矫顽场及其厚度依赖性 305
5.6 极化反转和疲劳 310
参考文献 314
第六章 介电响应 318
6.1 电容率及其测量 318
6.2 两种类型的介电频谱 320
6.3 介电弛豫 326
6.4 介电响应与铁电相变 335
6.4.1 等温电容率与绝热电容率 335
6.4.2 相变温度附近的电容率 336
6.4.3 弥散性铁电相变 341
6.4.4 压强对电容率的影响 346
6.5 介电响应与电畴 349
6.5.1 畴夹持效应 349
6.5.2 畴壁运动对电容率的贡献 350
6.6 电容率的尺寸效应 354
6 6.1 铁电陶瓷电容率与晶粒尺寸的关系 354
6.6.2 由介电测量确定铁电临界尺寸 358
6.6.3 铁电薄膜电容率与厚度的关系 359
参考文献 363
第七章 压电和电致伸缩效应 366
7.1 压电效应 367
7.1.1 线性状态方程和线性响应系数 367
7.1.2 压电方程和压电常量 372
7.1.3 压电振子 375
7.2 电致伸缩效应 385
7.2.1 非线性状态方程和电致伸缩系数 385
7.2.2 电致伸缩系数的测量 389
7.2.3 弥散性相变铁电体的电致伸缩 39l
7.3 自发极化与压电和电致伸缩效应 394
7.3.1 自发极化与压电效应 394
7.3.2 铁电相的压电效应和电致伸缩效应 395
7.4 次级压电效应 397
7.4.1 效应的描述 397
7.4.2 次级压电效应对电容率和弹性常量的影响 398
7.5 压电性的测量 401
7.5.1 般原理 401
7.5.2 3m(C3v)点群材料的测量 402
7.5.3 6mm(C6v)点群材料的测量 407
7.5.4 复压电常量的测量 411
7.6 压电陶瓷 415
7.6.1 铁电性压电材料的特点 415
7.6.2 PZT的热力学理论和统计模型 417
7.6.3 压电陶瓷的改性 429
7.6.4 压电陶瓷的温度稳定性 436
7.6.5 单畴化处理 444
7.7 电畴结构对压电性及有关性能的影响 446
7.7.1 多畴BaTiO3晶体的性能 447
7.7.2 陶瓷中畴壁运动对性能的影响 449
7.7.3 声学超晶格 453
7.7.4 铁电畴层波 455
7.8 其他铁电性压电材料 459
7 8.1 单晶 459
7.8.2 薄膜 466
7.8.3 铁电聚合物 469
7.8.4 复合材料 473
参考文献 481
第八章 热电效应 487
8.1 热电效应 487
8.2 热电系数及其与其他参量的关系 489
8.2.1 热电系数和电热系数 489
8.2.2 初级热电系数和次级热电系数 491
8.2.3 第三热电效应 493
8.2.4 部分夹持热电系数 494
8.2.5 热电系数与居里常量 498
8.2.6 per-1/2的相对恒定性 499
8.3 热电效应的晶格动力学理论 501
8.4 热电系数的测量 510
8.4.1 等效电路 510
8.4.2 电压法 512
8.4.3 电荷积分法 514
8.4.4 电流法 517
8.5 热电性与相变的关系 518
8.5.1 铁电—顺电相变附近的热电性 518
8.5.2 铁电—铁电相变附近的热电性 521
8.5.3 反常热电响应 524
8.6 热电材料及其改进 528
8 6.1 探测器对热电材料的要求 528
8.6.2 主要的热电材料 532
8.6.3 材料性能的优化 535
8.6.4 介电热辐射测量计 541
参考文献 543
第九章 光学效应 547
9.1 非线性光学效应和电光效应 547
9.1.1 非线性极化率 547
9.1.2 电光和非线性光学系数 550
9.1.3 相位匹配 556
9.1.4 电光和非线性光学参量的测量 558
9.1.5 电光和非线性光学材料 563
9.2 非线性极化的机制 570
9.2.1 热力学考虑 570
9.2.2 不可约张量分解 573
9.2.3 非谐振子模型 576
9.2.4 键电荷和键极化率模型 580
9.2.5 电致带隙变化 585
9.2.6 阴离子基团理论 590
9.3 反常光生伏打效应 594
9.3.1 反生光生伏打效应的描述 595
9.3.2 杂质中心的非对称势和Frank-Condon弛豫 601
9.3.3 光致极化涨落 605
9.4 光折变效应 607
9.4.1 光折变效应的机制 608
9.4.2 折射率光栅的建立 611
9.4.3 表征光折变特性的物理量 618
9.4.4 光折变材料 623
参考文献 627
附录I 32个晶体点群 631
附录Ⅱ 晶体物理性质矩阵表 633
附录Ⅲ 一些代表性铁电体的主要特性 639
内容索引 643
后记 659
铁电专著目录 661
京公网安备 11010102004214号