壓力顯微鏡（二）

壓力顯微鏡（二）

壓電力顯微鏡（PFM）在壓電陶瓷晶體測試中的作用主要體現在以下幾個方面：

1. 納米級壓電現象研究：PFM是掃描探針顯微家族中用于研究納米級材料壓電現象的電學模式。它在測量納米級形貌的同時，還測量材料對電壓施加的機械響應；

2.  鐵電疇的成像與分析：PFM是一種可在微米和納米長度范圍內“看見”鐵電疇的獨特工具。它基于逆壓電效應，即電壓施加到樣品上導致樣品擴展，然后用PFM測量樣品的機械延伸。在PFM中測得的樣品延伸或位移很小，只有幾納米；

3.  壓電系數的定量測量：PFM振幅信號提供有關信號強度以及材料的壓電張量的信息。PFM相位信號提供有關極化方向的信息。PFM是一種無損AFM測試手段，它只需極少的樣品準備就可以對材料的壓電響應進行高分辨率測量；

4.  鐵電疇結構與性能關系研究：PFM技術是目前研究鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷以及其他壓電陶瓷疇結構一種非常重要的技術手段。通過利用PFM表征了鈮酸鉀鈉基陶瓷體系疇結構，研究鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷在多相共存時的疇結構與高性能之間的關系；

5.  壓電性能的表征：PFM可以用于測試樣品的微區壓電性能。對壓電響應的測量一方面可以證明晶體結晶在非心點群（點群432除外），另一方面揭示材料壓電性能的好壞；

6.  壓電材料的納米尺度壓電系數定量分析：PFM技術發展成為在納米尺度無損表征壓電、鐵電材料的重要工具。通過PFM技術，可以從位移信號響應中分離出本征的壓電響應，進而確定其局域的有效壓電系數；

 壓電材料的微觀結構與性能表征：PFM技術可以用于研究壓電材料的電滯回線，并且可以對鐵電材料進行寫疇。鐵電材料的相位和振幅與施加的電壓呈函數關系，測得的電滯回線和蝴蝶曲線可以用于判斷鐵電材料的矯頑場。