高压放大器在极化后晶体的机电性能测试中的应用

实验名称：极化后晶体的机电性能测试

测试设备：高压放大器、多功能合成器、示波器、LCR测量仪、计算机等。

图1：场冷极化装置：（a）金属Al制容器；（b）金属冷却盘

实验过程：

图1展示了直流极化DCP和交流极化ACP的系统全貌，包括的极化用样品夹具，金属铝Al容器，以及电场冷却极化用的金属冷却盘。在场冷极化实验前，需要将具有高热传导性的大尺寸冷却金属盘，以及安装在金属盘的圆洞中的金属铝Al容器，放在冰箱中预降温到零下20℃，以实现极化过程中从200到35℃不超过12min的快速降温。整个极化系统的实验装置如图1（c）所示，包含了高压放大器，多功能合成器以及示波器等。

图2：（a）FCDCP和（b）FCACP（C：立方，T：四方，M：单斜晶，R：菱方）

电场冷却直流极化FC-DCP以及电场冷却交流极化FC-ACP电压随温度变化的示意图在图2（a）和（b）中分别表示。不同晶体根据其相变温度Tpc和居里温度Tc调节不同的极化降温区域，通过不同场冷条件下进行极化。为了比较交流极化ACP和直流极化DCP的极化电压，使用了每厘米均方根电压（Vrms/cm）来作为交流极化ACP电压的单位。“rms”也称为交流电的有效值或热值，等效于在电阻器中产生相同热能的直流电DC电压值。因此，我们使用了kVrms/cm作为所有实验中交流极化ACP的电压单位，来准确直流极化DCP比较所有的性能。正弦波交流电AC的均方根电压Vrms是由交流电AC峰值电压（Vpk）的乘以71%计算而得。

实验结果：

介温曲线以及介温损耗由计算机控制的LCR测量仪在1kHz下从室温到250℃每0.2℃进行测量。不同条件极化后的晶体样品，由XRD衍射仪在CuKα单射线下对单晶的(400)pc面进行相分析，并且测量方法与Sun等人的报道一致。

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审核编辑 黄宇