無機鐵電材料概述

具有鈣鈦礦結構的氧化物鐵電體(ti) （通式為(wei)  ABO3，其中 A, B 為(wei) 金屬離子），是數量多而且應用廣的一種無機鐵電體(ti) [7-8]。如圖 1.2 所示，鈣鈦礦結構的特征：以 B 位金屬陽離子為(wei) 中心的氧八麵體(ti) 共頂點並相互連接，再鑲嵌在一個(ge) 以 A 位金屬離子為(wei) 頂點的四方體(ti) 中。A、 B 位上的金屬陽離子，可以代表單一離子或多種離子，被單一離子占據稱為(wei) 簡單鈣鈦礦，若被多鍾離子占據則稱為(wei) 複合鈣鈦礦。

由於(yu) 占據 A、B 位離子的種類及其半徑會(hui) 有所差異，因此鈣鈦礦氧化物的特征及也是各有千秋。人們(men) *早發現的一種鈣鈦礦鐵電體(ti) 是鈦酸鋇 (BaTiO3)，它的居裏溫度為(wei) 120°C，由此可以判斷出，BaTiO3 具有較為(wei) 穩定的鈣鈦礦結構，而且晶體(ti) 內(nei) 部還不存在氧八麵體(ti) 的扭轉。當溫度高於(yu) 居裏溫度，BaTiO3 為(wei) 立方順電相，其空間群是 Pm3m；當溫度為(wei) 120°C時，晶體(ti) 又經過從(cong) 順電到鐵電的相變，從(cong) 而成為(wei) 四方鐵電相，其空間群是 P4mm，自發極化方向沿原立方體(ti) 的 (001) 方向；當溫度逐漸低於(yu) 5°C 時，晶格結構又發生轉變，成為(wei) 正交係的鐵電相，此時的空間群為(wei)  Amm2，其自發極化方向沿原立方體(ti) 的 (011) 方向；當溫度慢慢降低到 -90°C 以下時，晶體(ti) 又發生正交係到三角係的相變，空間群為(wei) R3m，其自發極化的方向沿原立方體(ti) 的 (111) 方向。