罗豪甦，焦 杰，陈 瑞，朱荣峰，张 章，徐嘉林，赵 静，王西安，林 迪，陈建伟，狄文宁，鲁 丽，朱莉莉

(中国科学院上海硅酸盐研究所，上海 201800)

0 引 言

近二十多年来，弛豫铁电单晶受到学界和产业界的广泛重视，这是由于弛豫铁电单晶超高压电性能大幅超过了传统占主导地位的锆钛酸铅Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT)压电陶瓷，并且Philips公司于2004年成功制备出了基于Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT或PMNT)单晶的、具有超高成像质量的医用超声换能器产品，推动了国际上利用弛豫铁电单晶来发展新一代压电器件的应用热潮；另一方面，不同于传统学术界对钙钛矿型铁电材料的相关认识，弛豫铁电单晶在准同型相界(MPB)附近具有丰富的多层次微观结构，包括单斜相结构、极性纳米微区(PNRs)、极化偏转，近年来针对这些问题的研究加深了人们对铁电材料高压电性能起源的认识，发展了铁电物理的基本理论。

本研究团队于1997年利用Bridgman方法成功生长出大尺寸、高质量的PMN-PT弛豫铁电单晶后，一直从事有关弛豫铁电单晶PMN-PT、Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PIN-PMN-PT或PIMNT)等晶体生长以及单晶多层次结构和性能调控的研究，同时努力推动弛豫铁电单晶的各种器件应用，本文主要以本研究团队二十多年的研究工作为主，总结了弛豫铁电单晶的多功能特性，以及在超声换能器、热释电红外探测器、电光器件，磁电型弱磁传感器方面的研究结果。

1 弛豫铁电单晶及其单晶生长

1.1 弛豫铁电体

图1 弛豫铁电体PMN的介电性能[12]Fig.1 Dielectric properties of the PMN relaxor ferroelectrics[12]

表1 钙钛矿型弛豫铁电体的居里温度和MPB组成Table 1 Curie temperature and MPB composition of the relaxor ferroelectrics with perovskite structure

PMN弛豫铁电体和正常铁……