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作者：梁敏;熊瑞彬;陈淑丽;王祖建;苏榕冰;苏彬;刘颖;何超;
单位：中国科学技术大学稀土学院;中国科学院赣江创新研究院;中国科学院福建物质结构研究所;
摘要：弛豫铁电单晶具有优异的压电性能，在医学超声换能器、水声器件等领域有重要应用。坩埚下降法生长的弛豫铁电单晶不可避免地存在组分偏析，导致材料利用率极低。本工作测试了0.24PIN-0.46PMN-0.30PT铁电单晶沿生长方向压电系数(d_(33))和介电常数(ε_(33)~T/ε_0)的变化，结果显示d_(33)和ε_(33)~T/ε_0沿着生长方向变化极大，能保持性能接近的区域不足20 mm。通过针对不同区域的极化设计，对铁电-铁电相变温度接近的区域进行极化调控，使超过60%晶体部分的d_(33)和ε_(33)~T/ε_0分别维持在(1 500±140) pC·N~(-1)和4 900±350。为了验证极化调控后的晶体谐振区域是否一致，测试了两端区域的k_(33)振子的谐振谱，结果显示两者的机电耦合系数接近，谐振和反谐振的峰位置也接近，而且不存在额外的寄生振动，说明采用极化调控PIN-PMN-PT铁电单晶沿生长方向的均匀性是可行的。本工作为提高PIN-PMN-PT铁电单晶的利用率提供了一种参考方案。
关键词：PIN-PMN-PT;;铁电单晶;;极化调控;;组分分凝;;压电系数
基金资助：国家自然科学基金(12275274,52172009,52102011);; 福建省工业引导项目(2021H0043);; 中国科学院青年培育项目(JCPYJJ-22032);中国科学院青促会(2022330)
