一、弛豫铁电单晶的生长、结构和性能优化研究

　　1、研究方向简介 

　　高性能弛豫铁电单晶铌镁钛酸铅(PMNT)和高性能、高居里点弛豫铁电单晶铌铟镁钛酸铅(PIMNT)具有超高压电性能(d₃₃～2000pC/N，k₃₃～92%)，被称为“50年来铁电领域的一次激动人心的革命”。这类弛豫铁电单晶有望成为新一代的超声换能器、传感器和驱动器的核心压电材料，带来水声换能器等大带宽和高能量密度器件的产业升级，从而成为国际上科学研究的热点。而[001]方向成功生长大尺寸弛豫铁电单晶，也使其成为各个大公司如GE和Philips等进行新一代医用超声成像系统研发的核心材料。此外，针对弛豫铁电体中包括偶极缺陷、纳米极性微区、铁电畴在内的多尺度结构进行研究，并建立结构性能关系，从而为更好地进行材料性能改性提供指导。

　　2、主要研究内容

　　1) f80mm [001]取向PMNT单晶和PIMNT单晶的规模化生长 

　　2) 掺杂生长大尺寸PMNT单晶和PIMNT单晶 

　　3）弛豫铁电单晶的多层次结构与性能优化研究 

　　二、无铅压电单晶

　　1、研究方向简介 

　　无铅压电陶瓷材料是既具有良好的使用性能又具有良好的环境协调性的压电材料。无铅压电单晶材料具有长程有序，结构有序稳定、构效关系清晰，本征特性多样，物理内涵丰富，而且单晶性能还具有择优取向的特点，对于认识无铅铁电材料的多层次多尺度的结构特征、以及这些结构对材料本征压电性能和非本征压电性能的影响，都是理想的研究对象。 

　　课题组主要致力于钛酸铋钠、钛酸钡、铌酸钾钠基钙钛矿结构的无铅压电单晶生长、性能与结构研究。

　　2、主要研究内容

　　1) NBT和KNN新型无铅压电单晶生长 

　　2) 无铅压电单晶的多尺度结构研究 

　　3) 无铅压电单晶的性能研究 

　　3、照片

气氛退火的NBBT5的应变曲线，电滞回线

NBBT5的中子衍射

NBBT5的PFM

　　三、超声换能器

　　1、研究方向简介 

　　超声换能器是利用压电材料的压电效应使声能和机械能实现相互转换的一种换能器件。超声换能器可应用于多个领域的成像与探测，如医学成像、工业无损检测等产业领域。本实验室采用新型弛豫铁电单晶研制的超声换能器具有大带宽、高灵敏度、成像更清晰等优势。 

　　2、主要研究内容

　　1) 多普勒超声探头及其在大脑血管成像中的应用 

　　2) 线阵超声换能器及其在腹部B超成像 

　　3) 工业无损检测用超声换能器 

　　3、照片

　　四、热释电红外探测器

　　1、研究方向简介

　　热释电红外探测器是利用热释电材料的热释电效应制成的器件。热释电红外探测器以其光谱响应宽、无需制冷、功耗低、噪声带宽小、结构紧凑、便于携带、成本低等优点被广泛地应用于工业监控、医疗成像、有害气体及火灾探测等领域。 

　　课题组主要致力于热释电材料的生长与性能调控、热释电单元或多元探测器的研究与开发。 

　　2、主要研究内容

　　1) 热释电单晶的生长、调控与性能研究 

　　2) 热释电红外探测器的制备与应用研究 

　　3) 热释电探测器热学模型、电学模型以及噪声理论的研究 

　　4)  微小型、长光程、高精度的红外光学气体传感器及其检测系统的设计和研制 

　　3、照片

　　五、磁电复合材料及磁传感器 

　　1、研究方向简介 

　　磁电效应是指材料在外加磁场中电极化强度的改变。磁电型磁传感器以具有磁电效应的磁电复合材料为磁场敏感元件并辅助专用电子电路来实现磁场信号向电压信号的转换功能。基于弛豫铁电单晶的磁电型磁传感器目前初步实现了可与传统高性能磁传感器相竞争的高灵敏度水平以及明显的综合性能优势，在生物医学、先进制造、能源勘探等领域展现出广阔的应用前景。