申请/专利权人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

申请日：2020-11-18

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN112487616B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G16C60/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.03.30#实质审查的生效;2021.03.12#公开

摘要：本发明涉及一种基于LGD理论的电场调控电介质的介电常数的物理模型的构造方法。在该模型中，电介质的介电常数分别由固有极化和重定向极化两部分组成，从LGD理论出发，将自由能展开为固有极化项和重定向极化项，从固有极化项出发，将自由能对固有极化求二阶导数，得出介电常数的固有部分与电场之间的数学模型，从重定向极化项出发，考虑受局域随机场的影响，基于双势阱模型，得出介电常数的重定向极化部分与电场之间的数学模型，将固有极化项贡献的介电常数部分和重定向极化项贡献的介电常数部分加和得到晶体总的介电常数与电场的物理模型。

主权项：1.一种基于LGD理论的电场调控电介质的介电常数物理模型的构造方法，其特征在于，从LGD理论出发，将自由能展开为固有极化项和重定向极化项： 其中，αi＝CT-T0＝1ε0＝1[ε0εr0]是温度相关的系数，C是常数，T是温度，T0是居里-维斯温度，ε0是零场下的介电常数，ε0是真空介电常数，εr0是零场下的相对介电常数，G0是吉布斯自由能，P是电介质内的极化强度，Pi和Pe分别是固有极化强度和重定向极化强度，βi，γi和αe，βe，γe是与温度无关的系数；GP对固有极化项求一阶导数，得到： 其中E电场；GP对固有极化项求二阶导数，得到： 其中，εr是相对介电常数；在电介质的极化很小的情况下，极化Pi可表示为Pi＝εrEε0E4；则方程3可表示为： 其中εi是固有介电常数，εi0是零电场下的固有介电常数，εiE是电场作用下的固有介电常数，进一步化简为： 对重定向极化项，基于双势阱模型，假设重定向的偶极单元可在态1和态2之间变化，并且重定向的偶极单元受到外电场E，周围偶极单元产生的极化电场ηP0，η是取决于偶极晶格几何结构的广义洛伦兹因子，P0是偶极单元的极化，以及缺陷、应变诱导的随机局域场Elocal，因此偶极单元受到的有效场Eeff为：Eeff＝E+ηP0-Elocal7；偶极子的配分函数是： 其中kB是玻尔兹曼常数，根据统计力学原理，处在态1和态2的偶极单元数量N1和N2分别为： 总极化为： 其中μ是电偶极矩，N是总偶极单元数，由于P0对于重定向极化很小，因此采取近似Eeff＝E-Elocal，上式简化为： 根据上式，得到重定向极化贡献的介电常数εe： 即， 则电介质总介电常数εtotal为：εtotal＝εiε0+εe17。

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权利要求：

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