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西安交大弛豫鐵電單晶研究獲得重大突破

發布日期:2019-04-24 | 來源:陜西日報 
核心提示:4月19日,記者從西安交通大學獲悉:該校李飛和徐卓兩位教授及其合作者在弛豫鐵電單晶材料高性能化研究方面取得了重大突破,其研究成果于4月19日在國際權威期刊《科學》上發表。

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4月19日,記者從西安交通大學獲悉:該校李飛和徐卓兩位教授及其合作者在弛豫鐵電單晶材料高性能化研究方面取得了重大突破,其研究成果于4月19日在國際權威期刊《科學》上發表。


1997年弛豫鐵電單晶的發現,被認為是壓電陶瓷問世半個多世紀以來壓電材料取得的革命性突破。這項發現大幅度提升了壓電材料的性能和醫療超聲的成像分辨率。隨著人們對醫療超聲系統精度需求的不斷提升,如何進一步提高弛豫鐵電單晶的壓電和介電性能,成為20多年來國內外科學家廣泛關注的重要科學問題。


西安交大研究團隊與美國賓夕法尼亞州立大學、澳大利亞伍倫貢大學、美國北卡州立大學等單位合作,設計并生長了釤摻雜的鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛壓電單晶,成功將“增強的局域結構無序性”“準同型相界”和“工程疇結構”三種高壓電效應的起因有機結合,大幅度提高了弛豫鐵電單晶的壓電和介電性能,較之非摻釤的同組分的鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛壓電單晶的性能提高約一倍。同時,團隊利用釤元素在晶體生長過程中的分凝特點,優化了單晶棒性能的均勻性,為高頻醫療超聲探頭和高精度與大位移壓電驅動器奠定了新的壓電單晶材料基礎。


研究團隊還發現,釤摻雜的鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛晶體相變溫度下降很可能是由于釤摻入而隨之產生的鉛空位所致。這一發現將為今后進一步優化弛豫鐵電單晶的綜合性能提供理論參考。(記者 呂揚)


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