自发极化的产生
自发极化的产生 钙钛矿型压电陶瓷，T<Tc才具有压电效应。钙钛矿型晶体 ：T>Tc，立方晶系(a=b=c),T<Tc，四方晶系(a=b<c)。 宏观上的压电效应与微观的内部结构：密切关系 压电效应是由其内部结构所决定的。以BaTiO3为例： T>Tc ，晶胞为立方体， 正电荷中心：Ba2+、Ti4+的对称中心，位于立方体中心； 负电荷中心：O2-的对称中心，也位于立方体中心。 正、负电荷的中心是重合的，不出现电极化，如图2.2-1(a)所示， BaTiO3的氧八面体中间的空隙大于Ti4+的体积， →Ti4+有可能偏离 但立方体晶胞对称性很高，所以Ti4+在立方体内上、下、左、右、前、后六个方向偏离其中心的机会相同，对中心偏离的平均结果为零。因此，正、负电荷的中心仍是重合的，不出现电极化。 T<Tc ，立方→四方，a=b<c,Ti4+沿c轴方向偏离其中心位置的机会远大于其沿a轴或b轴方向偏离的机会，晶胞在c轴方向就产生了正、负电荷的中心不重合，如图2.2-1(b)所示。 晶胞出现了电极化。极化方向从负电荷中心指向正电荷中心。 这种极化不是外加电场产生的，而是晶体的内因产生的，故称为自发极化。 自发极化的进一步解释，微观理论模型 (1)钛离子有多个平衡位置， T<Tc时它占据某个平衡位置的几率大得多，因而出现自发极化； (2)Ti4+和O2-之间存在着很强的互相作用场，因而产生极化； (3)由于价键键性质的改变(即共价性增强，离子性减弱)所致。 (4)晶格动力学柔软化光学模型论以及统计理论 值得注意：虽然BaTiO3中自发极化的出现与Ti4+在c轴方向的位移有着密切关系， X射线及中子衍射实验：位移 Ti4+：0.12Å；O2－： -0.03Å，Ba2＋ ： 0.06Å Ti4+位移大得多， 但不能认为自发极化的产生仅是Ti4+位移的结果，其它离子也起着重要的 |
