P-E電滯回線是鐵電材料的重要特征之一，它描述了極化強(qiáng)度（P）與電場強(qiáng)度（E）之間的非線性關(guān)系。

P-E電滯回線測試鐵電分析儀

基本概念

• 定義：P-E電滯回線是在交變電場作用下，鐵電材料的極化強(qiáng)度（P）與電場強(qiáng)度（E）之間形成的閉合曲線。
• 重要性：電滯回線是鐵電材料區(qū)別于普通電介質(zhì)的重要標(biāo)志，它反映了鐵電材料在電場作用下的極化反轉(zhuǎn)特性。

主要特征

• 剩余極化（Pr）：當(dāng)電場強(qiáng)度（E）降至零時，鐵電材料仍保持的極化強(qiáng)度。
• 矯頑場（Ec）：使極化強(qiáng)度（P）降至零所需的反向電場強(qiáng)度。
• 飽和極化（Ps）：在足夠強(qiáng)的電場作用下，鐵電材料達(dá)到的極化強(qiáng)度。

原理

• 形成機(jī)制：鐵電材料具有自發(fā)極化特性，其內(nèi)部存在許多微小的電疇。在外加電場作用下，這些電疇會重新排列，導(dǎo)致極化強(qiáng)度發(fā)生變化。當(dāng)電場方向改變時，電疇的排列也會相應(yīng)改變，從而形成電滯回線。
• 極化與電場關(guān)系：在電滯回線中，極化強(qiáng)度（P）隨電場強(qiáng)度（E）的變化呈現(xiàn)非線性關(guān)系。當(dāng)電場強(qiáng)度增加時，極化強(qiáng)度逐漸并趨于飽和；當(dāng)電場強(qiáng)度減小時，極化強(qiáng)度并不立即降至零，而是保持一定的剩余極化。

應(yīng)用

• 材料科學(xué)：P-E電滯回線用于評估鐵電材料的性能，如極化強(qiáng)度、矯頑場等。這些參數(shù)對于材料的選擇和應(yīng)用具有重要意義。
• 電子工程：鐵電材料因其獨(dú)特的電滯回線特性，被廣泛應(yīng)用于存儲器、電容器、傳感器等電子元器件中。
• 其他領(lǐng)域：P-E電滯回線還在壓電、熱電等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為相關(guān)技術(shù)的發(fā)展提供了有力支持。

鐵電分析儀

Huace FE-3000鐵電分析儀

Huace FE-3000鐵電分析儀由北京華測試驗(yàn)儀器有限公司（簡稱“華測儀器”）自主研發(fā)生產(chǎn)，Huace FE-3000現(xiàn)已有西交大、北航、哈工大、浙江大學(xué)、寧夏大學(xué)、上硅所、中科院等各大院校使用中。

Huace FE-3000鐵電分析儀作為一款高性能的鐵電材料測試設(shè)備，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.寬電場范圍與高精度測量：

• FE-3000支持±500V至20kV的寬電場范圍，滿足不同鐵電材料的測試需求。
• 配備高精度電荷放大器，電荷分辨率可達(dá)10mC，確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.高頻響應(yīng)與動態(tài)測試能力：

• 支持500kHz高頻電場施加，適用于快速動態(tài)響應(yīng)的鐵電材料研究。
• 集成激光干涉儀（選配），可實(shí)現(xiàn)壓電振動的納米級位移測量。

3.多參數(shù)同步測試：

• 一鍵完成P-E電滯回線、IV特性、CV特性、漏電流及疲勞測試。
• 同步采集介電常數(shù)、損耗角正切等參數(shù)，提升測試效率。

4.模塊化設(shè)計(jì)與靈活性

• 模塊化架構(gòu)
  • 主機(jī)與測試模塊分離設(shè)計(jì)，支持FE標(biāo)準(zhǔn)模塊、薄膜模塊、塊體模塊自由組合。
  • 兼容不同尺寸樣品（薄膜厚度≥50nm，塊體直徑≤10mm）。
• 變溫測試功能
  • 選配變溫模塊后，可實(shí)現(xiàn)-160℃至260℃的寬溫區(qū)測試。
  • 研究材料相變、熱穩(wěn)定性及低溫超導(dǎo)特性。
• 智能化與保護(hù)：
  • 內(nèi)置HuacePro測試軟件，支持自動化測試流程與數(shù)據(jù)分析。
  • 高壓安全保護(hù)設(shè)計(jì)（如過壓、過流、短路保護(hù)），確保實(shí)驗(yàn)安全。
• 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛
• 材料研發(fā)
  • 評估新型鐵電材料（如鈣鈦礦、HfO?基薄膜）的儲能密度與極化穩(wěn)定性。
  • 研究二維鐵電材料（如In?Se?、CuInP?S?）的極化調(diào)控機(jī)制。
• 器件開發(fā)
  • 質(zhì)量控制：檢測鐵電存儲器（FeRAM）、電容器等器件的耐久性與可靠性。
  • 失效分析：通過疲勞測試（如10?次循環(huán)）預(yù)測器件壽命。
• 跨學(xué)科研究
  • 生物醫(yī)學(xué)：探測生物組織電信號（如腦電、心電）。
  • 能源領(lǐng)域：開發(fā)振動能收集器件，利用鐵電材料的壓電效應(yīng)。

10kV高壓功率放大器