铁电陶瓷能对多种外界场产生响应,它有望在如探测、传感、存储和固态制冷等多个领域获得应用。最近,具有磁电耦合效应的多铁性材料研究的兴起,也让新型铁电体成为了当今一大研究热点。本课题立足于探索新型铁电体体系,选取n = 2 的 Ruddlesden-Popper 层状结构 Sr3-xCaxSn2O7(x = 0,0.1,0.2,0.3)和Sr3-x-BaxZr2O7(x = 0,0.1,0.2,0.3)陶瓷体系作为研究对象,进行了关于铁电起源和介电响应行为的研究,系统地探索了它们的晶体结构、铁电起源和相变行为之间的关系。使用放电等离子体烧结的方式得到了致密的Sr3-xCaxSn2O7(x = 0,0.1,0.2,0.3)陶瓷体系,晶体结构分析表明为层状钙钛矿结构,由2层钙钛矿层和1层AO层沿[001]方向无限堆叠而成,室温空间群是极性A21am。室温下存在铁电响应,其铁电起源来自钙钬矿层中的氧八面体倾侧和扭转,是一种典型的杂化非本征铁电体。半径稍小于Sr2+的Ca2+的置换使体系的铁电性得到增强。当Ca2+置换量为0.3时,可以得到最大的剩余极化值为0.12μC/cm2。该体系的铁电-)ll顺电相变温度随Ca2+置换量的增加而线性增加,最高563K,最低398K。根据热分析和介电温谱中的热滞行为,可判定该铁电相变的性质为一级非本征铁电相变。同时,通过变温XRD和拉曼测试对其高温晶体结构进行分析,得到该体系陶瓷的顺电相结构可能为I4/mmm。Sr3-xBaxZr2O7(x = 0,0.1,0.2,0.3)陶瓷体系同样具有 n = 2 的Ruddlesden-Popper层状结构,空间群为极性的A21am,具有室温下的杂化非本征铁电性,铁电起源于氧八面体倾侧和扭转。根据杂化非本征铁电性的起源,增加材料的许容因子可以降低其矫顽场,因此我们用离子半径稍大于Sr2+的Ba2+置换来试图降低Sr3Zr2O7的矫顽场,当然同时其剩余极化值也将随Ba2+置换量的增加而降低。实验结果表明,其剩余极化随着x的增加而增加,这可能是与实验中未测到饱和电滞回线相关。与此相反地,Sr3-xBaxZ2O7铁电相变温度随着x的增加而呈线性下降,最高为682K,最低为537K。DSC和介电响应的热滞现象表明该体系的铁电相变具有一级非本征铁电相变的典型特征。