[发明专利]酒石酸锌铁电功能材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁电功能材料，具体涉及酒石酸锌铁电功能材料及其制备方法。

背景技术

铁电功能材料(铁电体)是指其晶体结构在不加外电场时就具有自发极化现象，其 自发极化的方向能够被外加电场反转或重新定向，铁电功能材料的空间群结构是下述极 性点群的其中之一：C₁，C_s，C₂，C_2v，C₃，C_3v，C₄，C_4v，C₆，C_6v，它是热释电材料的 一个分支。由于铁电材料具有优良的铁电、介电、热释电及压电等特性，它们在铁电存 储器、红外探测器、声表面波和集成光电器件等现代电子技术、光电子技术和微机械技 术等固态器件方面有着非常重要的应用，铁电材料及其应用研究已成为凝聚态物理、固 体电子学领域最热门的研究课题之一。

早在18到19世纪，科学家就对材料的铁电性进行研究，其中以1880年J.Curie 与P.Curie最具代表性。最早获得使用的铁电材料是罗息盐(酒石酸钾钠)，1894年 Pockels报道了罗息盐具有异常大的压电常数，1920年法国的Valasek观察到罗息盐 晶体(斜方晶系)的铁电电滞回线；1935年、1942年又发现了磷酸二氢钾(KH₂PO₄) 及其类似晶体中的铁电性与钛酸钡(BaTiO₃)陶瓷的铁电性。从目前的研究现状来看， 对于具有高性能的铁电材料的研究和开发应用仍然处于发展阶段，因而探索和开发新颖 铁电材料、不断发展其制备工艺，仍是材料工作者不断致力的方向之一，如授权公告号 为CN100429175，公告日为2008年10月29日的发明专利就公开了一种低温制备弛豫 基铁电体铌钪酸铅纳米粉末的方法。金属有机配位化学的发展为新型功能材料的设计 和开发提供了崭新的思路，并大大推动了材料科学的发展。其主要策略在于通过选 择合适的金属离子与有机配体，借助金属离子与有机配体之间的配位键合作用，来 实现新颖功能材料的设计和构筑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种酒石酸锌铁电功能材料，该铁电功能材料是 一种具有C₂空间群结构，饱和极化强度P_s为0.46μC·cm^-2，铁电特性较好的新的铁电 体。

本发明还提供了上述酒石酸锌铁电功能材料的制备方法，该制备方法具有流程少， 工艺简单，对设备要求低，原料使用廉价的锌盐与酒石酸，无污染，成本低，易于产业 化的优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：酒石酸锌铁电功能材料，该酒石酸 锌铁电功能材料分子式为[Zn(H₂O)(C₄H₄O₆)_2/2]·2(H₂O)]，具有C₂空间群结构，该铁电功 能材料为能通过100目筛的单斜晶系白色粉体，纯度不低于99％，该铁电功能材料的电 滞2Ec值为24.3kV·cm^-1，2Pr值为1.96μC·cm^-2，Ps(饱和极化强度)值为0.46μC·cm^-2。

该铁电功能材料的单斜晶系的晶胞参数为β＝114.16(3)°。晶胞参数为重要结晶学数据，与物质的微观结构有关， 用X-射线衍射仪测定。

上述酒石酸锌铁电功能材料的制备方法，包括下述步骤：

a、酒石酸溶液的配制：将酒石酸溶于去离子水中，配成摩尔浓度为0.01～0.8mol/L 的溶液，并搅拌至完全溶解，得到酒石酸溶液待用；酒石酸可以为：L-(+)-酒石酸，D-(+)- 酒石酸，DL-酒石酸。

b、酒石酸锌溶液的制备：按照锌离子与酒石酸摩尔比1∶1～5的比例，把固体锌 盐逐渐加入至步骤a所配制的酒石酸溶液中，边持续搅拌边加入，搅拌20～40min后， 过滤除去不溶物，所得滤液即为酒石酸锌溶液。