基于激光多普勒技术的PZT薄膜压电性能测试研究  

Measurement of piezoelectric properties of PZT films by laser Doppler technique

作　　者：许晓慧[1] 鲁健[1] 朱龙洋[1] 褚家如[1] 

机构地区：[1]中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,安徽合肥230027

出　　处：《光学精密工程》2005年第6期658-663,共6页Optics and Precision Engineering

基　　金：教育部博士点基金(No.20030358018);优秀青年教师资助计划项目

摘　　要：应用基于激光多普勒技术的微小形变分析方法,并引入数字锁相技术,成功实现了PZT(Pb(Zr,Ti)O3)铁电薄膜的压电性能测试。对商用压电陶瓷在小信号激励下的压电性能测试表明,数字锁相技术的引入能有效抑制系统噪声,并提高激光多普勒系统的位移检测分辨率,使其达到皮米量级。此外,研究了用溶胶-凝胶技术和溶胶-电雾化技术制备得到的PZT薄膜的电压-位移曲线和压电位移“蝴蝶线”,实验结果表明:在5 V直流偏置下测得两种方法制备得到的PZT薄膜的d33压电系数分别为218.7 pC/N和215.8 pC/N,相应的标准偏差分别为12.7和28.6。Laser Doppler technique was used to measure the piezoelectric properties of PZT （Pb（Zr,Ti）O3） thin films. The measurement of piezoelectric properties on commercial PZT bulk indicated that the introduction of lock-in technique, which offered excellent noise rejection, raised the displacement resolution up to picometer order. Then experiments were performed on PZT films derived by sol-gel method and Electrical Spray Deposition （ESD） method. The obtained results show that the piezoelectric coefficients （d33） of the two films are 218.7 pC/N and 215.8 pC/N respectively, with 5 V dc bias, and the corresponding standard deviations are 12.7 and 28.6.

关 键 词：PZT铁电薄膜 激光多普勒技术 数字锁相 

分 类 号：TN247[电子电信—物理电子学]