Enhanced Performance of 200-kHz PMN-PT Crystal Transducers Through Medium-Temperature AC Poling and Electrically Parallel Stacking
Notice bibliographique
Résumé
Despite their excellent piezoelectric properties, relaxor-based ferroelectric crystals have not been widely used in medium- to low-frequency ultrasound transducers because of the low sensitivity arising from a low capacitance and the low signal intensity due to a weak coercive field of the piezoelectric materials. In this study, a new type of transducer has been designed and fabricated by stacking two PMN-0.27PT crystals of opposite polarizations poled under optimized poling conditions, which exhibits an enhanced element capacitance and improved piezoelectric performance, leading to a better sensitivity and a broader bandwidth. It is found that using the optimized condition of low-voltage alternative current poling (ACP) (square wave 205 Vrms/mm, three cycles at 0.1 Hz) at a medium temperature of $65~^{\circ }$ C [medium-temperature low-voltage ACP MT-LV ACP)], the relative permittivity of the crystal is increased by 16%, the electromechancial coupling factor increased by 6%, and the piezoelectric coefficient increased by 27%, compared with the conventional direct current poling at room temperature (RT DCP). The 200-kHz single-element transducer fabricated from the MT-LV ACP single-layer PMN-0.27PT crystal exhibits a -6-dB bandwidth that is increased by 6.4% and a receiver free field voltage response that is increased by 23.6%, respectively, compared with a similar transducer made from RT DCP single-layer PMN-0.27PT. In addition, the transducer fabricated from two stacked PMN-0.27PT platelets of identical thicknesses but opposite poling directions not only produce similar center frequency and bandwidth as the transducer made from single layer crystal of the same height but also produce quadrupled element capacitance, which leads to a much better electrical impedance match, resulting in a sensitivity increase up to 224%.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».