【摘 要】
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电气石是一种化学成分和结构复杂的非中心对称晶体,拥有自发极化性、热释电性、压电性等众多性质。本篇文章研究了新疆地区的天然锂和镁电气石之间的电性能和微结构的关系,分析微结构对其热释电性能及压电性能的影响机制,并在不同剂量γ射线辐照作用后研究其内部结构单元变化影响电气石热释电性能和压电性能的因素。利用电气石由自发极化引起的内建电场的特性构建与优化一种γ射线辐照电气石产电器件并探讨其传输机制。得到论文主
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（51974261）—“新型电气石γ激发产电机理与传输方法研究”；
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电气石是一种化学成分和结构复杂的非中心对称晶体,拥有自发极化性、热释电性、压电性等众多性质。本篇文章研究了新疆地区的天然锂和镁电气石之间的电性能和微结构的关系,分析微结构对其热释电性能及压电性能的影响机制,并在不同剂量γ射线辐照作用后研究其内部结构单元变化影响电气石热释电性能和压电性能的因素。利用电气石由自发极化引起的内建电场的特性构建与优化一种γ射线辐照电气石产电器件并探讨其传输机制。得到论文主要结论如下:（1）通过结构参数和固有电偶极矩的计算,结果显示电气石沿c轴方向上的总固有电偶极矩远大于a、b轴,使得电气石沿c轴方向压电性能和热释电性能强于a、b轴。具体的原因在于电气石晶体内部[YO6]八面体、[ZO6]八面体、[TO4]四面体和[BO3]三角形结构在电气石晶体内部呈环状或三角状排列,结构相对稳定,且以c轴为轴心旋转对称,导致各个多面体产生的固有电偶极矩相互抵消。电气石结构中[YO6]八面体中键长、键角扭曲参数由主导中心阳离子种类及离子半径大小共同决定,发现锂含量越高时,其内部多面体越容易发生扭曲形变。导致电气石沿c轴方向的总固有电偶极矩具有差异使得锂电气石压电性能和热释电性能强于镁电气石。（2）经过0-800 KGyγ射线辐照作用后,锂电气石和镁电气石的结构与电性能稳定良好状态。电性能发生微弱变化,导电性从非导电性转变为弱导电性,禁带宽度仍大于3.0 e V;锂电气石表面电势略有提升,镁电气石表面电势略有下降;锂电气石和镁电气石的热释电性能和压电性能随着辐照剂量的增加呈现先下降后上升的趋势,固有电偶极矩也相应发生改变,其内在原因是[TO4]四面体经过高能射线作用后扭曲或偏移幅度较大,对于固有电偶极矩的影响中占据主导因素,从而导致电性能的变化。（3）天然电气石制备的电气石辐射伏特效应产电器件在γ射线辐照作用下,具备产生电流的能力,并且产生电流的能力与沿c轴两端面积呈正相关,面积越大,产生的电流越大同时当辐照源活度越大时产生的电流也越大;电极制作方法对电气石辐射伏特效应产电器件的传输电流能力有影响,通过磁控溅射镀膜系统所制备的银电极相对于人工涂覆的银胶电极与电气石之间有着更好的接触性能,所能收集并传输的电流更大。由于γ射线具备很强的穿透性,能够很好地穿过电极材料,所以当电极的面积越大时,其收集并传输电流的能力越强。
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