王中林老师创立压电电子学效应后,此领域发展迅速,吸引了大量国内外研究团队致力于压电电子学理论和器件的研究。然而,之前对于压电电子学效应的研究主要集中在仅仅拥有一个或者有限个界面的器件或系统中。由于取向的不可控,压电电子学效应在由大量界面组成的包含数以百万计的压电单元的系统中只能起到非常有限的作用。直到现在,对包含大量界面的体材料施加压应力还没有报道过电导率降低或者不变的情况。因此,探索含有大量界面的压电电子学效应的调控机制是非常重要的。本论文的研究目的在于揭示体材料中大量界面压电电子学效应的统计调节机制。首先,我们研究了由随机取向分布的Zn O纳米颗粒压制成的块体试样和烧结块体试样的电流-应力传输特性,发现大量压电电子学界面的随机取向分布会导致优选的电流通道,从而随着应力的增大而提高系统的电流传输能力,符合我们对统计压电电子学效应的定义,这是第一种调控行为。然后,我们通过电子设计自动化(EDA)电路模型来代替有限元分析(FEA)进行界面传输特性计算。通过三维等效电路的模拟计算发现内部单晶随机取向分布的Zn O阵列系统的电路模拟输出与对Zn O单晶纳米颗粒压制块体试样的测试结果一致,从理论上验证了统计压电电子学效应的第一种调控行为。而内部单晶一致取向的Zn O阵列系统的等效电路输出产生了输出电流随应力的增大而降低的现象,我们分析认为这是因为统计压电电子学效应的调控所致,是从理论模拟的角度计算得出的统计压电电子学效应的第二种调控行为。最后我们通过对Zn O单片和双片压制块体的研究,从实验上验证了计算得到的统计压电电子学效应的第二种调控行为,同时发现烧结处理可能会对器件内部结构造成破坏而使得原本遵循统计压电电子学效应第二种调控机理的器件调控作用失效。综上,我们提出了统计压电电子学效应的理论模型,并且从理论计算和实验研究两方面同时证明了统计压电电子学效应的存在与有效性。