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antiferroelectricity是什么意思,antiferroelectricity的意思翻译、用法、同义词、例句

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常用词典

  • n. 反铁电现象

  • 专业解析

    反铁电性(Antiferroelectricity)是电介质材料中一种特殊的极性有序现象,指材料内部相邻的晶胞或电偶极子呈现反平行排列,导致宏观净极化强度为零,但在外加电场作用下可发生可逆的相变,转变为铁电态。其核心特征与机制如下:


    一、核心概念与机制

    1. 偶极子有序结构

      在反铁电材料(如锆酸铅PbZrO₃、磷酸二氢铵ADP)中,相邻电偶极子自发反向平行排列(↑↓↑↓),形成反极性结构。这种有序态使材料在无外场时宏观极化强度为零,区别于铁电体的平行偶极子排列(↑↑↑↑)。

      来源:ETH Zurich材料科学讲座资料

    2. 双势阱能量模型

      反铁电相的势能曲线呈双势阱,但每个晶胞的偶极子处于相反方向的最低能态。施加电场时,偶极子协同翻转至同向排列,进入亚稳态铁电相,移除电场后恢复反铁电态。

      来源:剑桥大学铁电体物理学专著

    3. 电场诱导相变

      反铁电体在临界电场强度((E_c))下发生反铁电→铁电相变,伴随极化强度突增(特征为“双电滞回线”)。该相变具有高能量密度,适用于脉冲功率储能器件。

      来源:Applied Physics Letters期刊实验研究


    二、与铁电性的关键区别

    特性 反铁电材料 铁电材料
    偶极子排列 反平行(↑↓) 平行(↑↑)
    宏观极化 零(无外场时) 非零(自发极化)
    电滞回线 双回线(相变特征) 单回线(极化翻转)
    典型材料 PbZrO₃, NaNbO₃, ADP BaTiO₃, PZT, LiNbO₃

    三、应用与前沿研究

    1. 高密度储能

      反铁电体在相变过程中可释放极高能量密度(如改性PbZrO₃达>15 J/cm³),用于电磁炮、脉冲激光器等。

    2. 换能器与致动器

      电场控制的快速相变提供毫秒级应变响应,适用于精密位移器件(Science报道的AgNbO₃基材料)。

    3. 负电容晶体管

      反铁电相变中的负电容效应可突破传统晶体管能效极限,为低功耗芯片提供新路径(宾州州立大学实验验证)。


    权威参考文献

    1. 理论奠基

      Kittel, C. (1951). Theory of Antiferroelectric Crystals. Physical Review.

    2. 材料进展

      J. Rödel et al. (2015). Antiferroelectrics for Energy Storage Applications. Advanced Functional Materials.

    3. 器件应用

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics (2020). PbZrO₃ Capacitors in Pulsed Power Systems.

    网络扩展资料

    antiferroelectricity(反铁电性)是一种特殊的电学性质,指晶体中相邻的偶极子以相反方向有序排列,导致宏观上无净自发极化的现象。以下为详细解析:

    1.基本定义

    反铁电性晶体在特定温度(居里温度)下会发生结构相变,相邻电偶极子呈现反向平行排列,整体不表现宏观极化。这种有序排列与铁电体(同向排列)形成对比,类似于磁学中反铁磁与铁磁的关系。

    2.物理特性

    3.应用领域

    常用于高能量密度储能电容器、压电传感器等领域,因其在电场调控下具有快速响应和低损耗特性。

    4.补充信息

    如需进一步了解具体材料或技术细节,可参考电介质物理相关文献。

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