李文治 李元宏 安祥鲁 陈明雨 张新欣 陈辉

摘 要：在平均场近似的理论框架下，采用拓展的横场伊辛模型理论，探讨温度梯度铁电材料极化偏移与热释电性质的内在联系的微观物理机制。研究表明极化偏移的极值和材料内首发相变的梯度层的性质密切相关。极化偏移的极值和热释电系数的峰值总是成对出现，改变温度梯度铁电材料内首发相变层的性质是调控极化偏移、改善材料热释电性能的关键因素。

关键词：温度梯度；极化强度；极化偏移；热释电性

中图分类号：TN03;TB383.2

Research on the Intrinsic Correlation Between the Polarization Offset and Pyroelectric Properties of Temperature-Gradient Ferroelectric Materials

LI Wenzhi  LI Yuanhong  AN Xianglu  CHEN Mingyu

ZHANG Xinxin  CHEN Hui*

College of Science， Shenyang University of Chemical Technology， Shenyang， Liaoning Province， 110142 China

Abstract：In the theoretical framework of mean field approximation， the extended theory of the transverse ising model is adopted to explore the microscopic physical mechanism of the intrinsic correlation between the polarization offset and pyroelectric properties of temperature-gradient ferroelectric materials. Research results show that the extreme value of polarization offset is closely related to the properties of the initial phase-transition gradient layer in materials. The extreme value of polarization offset and the peak value of pyroelectric coefficient always appear in pairs， and altering the properties of the initial phase-transition layer in temperature-gradient ferroelectric materials is a key factor in regulating polarization offset and improving the pyroelectric performance of materials.

Key Words： Temperature gradient; Intensity of polarization; Polarization offset; Pyroelectricity

铁电材料因其优良的热释电性一直是材料学界开发和研究的热点问题之一[1-2]。其中铁电材料中温度梯度感应的热释电效应在热敏材料和温度传感器中有着十分广泛的应用。铁电材料受到温度梯度作用时，不同区域温度的差异会导致电偶极矩的改变，引起电荷的重新分布，进而导致自发极化沿着极轴发生偏移呈現出关于原点不对称的状态，这一现象称为极化偏移。铁电材料的热释电性与极化行为有着密切的联系，极化反转、偏移等特性的改变都会对热释电性能造成显著的影响。

诸多研究结果表明：高度响应且稳定的热释电性一直是铁电材料研究工作的核心目标[3-6]。由于极化偏移与热释电性都具有很强的温度依赖性，以温度梯度铁电材料为背景展开研究，从微观角度揭示二者内在联系的物理机制，探讨提高梯度铁电材料热释电性质的理论途径是一项十分具有现实意义的科研工作。……