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本文总结了我们近年米利用压电力显微镜(PFM)研究PMN-30%PT单晶体中铁电畴的结构及其演变的结果.选择PMN-30%PT品体是因为该组分在超声传感器等应用方面具有最大的潜力.铁电畴的观察是基于反压电现象;具体来讲就是当交变电场通过原子力显微镜探针加到晶体表面时,会引起品体表面的起伏振荡,而锁相放大器可以解出该振荡信号的振幅和相位角;其中振幅衬度反映了压电系数d33的大小,而相位衬度则反映了铁电畴的极化方向.文中介绍了平面内以及垂直平面的PFM成像技术,并演示了影响畴的图像的一些因素,其中包括静电倚效应,表层效应和机械抛光的影响.本文还利用有限无模型对PFM成像原理进行了模拟分析.着重研究了晶体中铁电畴的尺寸分布,畴与晶体取向,时间和温度的相关性,以及畴的演变过程. 相似文献
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利用环境扫描电为微术(ESEM)直接在铁电晶体LiTaO3极性表面观察到铁电畴二次电子发射形成的衬度像。这种铁电畴成像的新方法无需对样品表面进行处理,正负畴衬度图像十分稳定,并具有较高的图像分辩率。 相似文献
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利用扫描力显微术中压电响应模式原位研究了(111)择优取向的PZT60/40铁电薄膜的纳米尺度畴结构及其极化反转行为.铁电畴图像复杂的畴衬度与晶粒中的畴排列和晶粒的取向密切相关.直接观察到极化反转期间所形成的小至30nm宽的台阶结构,该台阶结构揭示了(111)取向的PZT60/40铁电薄膜在极化反转期间其畴成核与生长机理主要表现为铁电畴的纵向生长机理.
关键词:
畴结构
反转机理
PZT薄膜
扫描力显微术 相似文献
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利用北京同步辐射光源,对居里点在室温附近的掺铁钽铌酸钾光折变晶体进行了X射线白光形貌术研究.观察显示,晶体内部除了杂质偏析物和一组沿[010]方向的生长层外,还有一组与之正交的畴组态,后者被发现不满足一般面缺陷的衬度消光规律,仅有异常散射效应揭示其衬度.利用同步辐射波长的可调谐性,揭示了该组畴随波长改变其衍时衬度变化的规律,而且畴的衍射强度被发现违背Friedel定律.依据实验证据,这组畴被确认为180°铁电畴.对畴形成原因和晶体生长特性进行了讨论. 相似文献
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电流调制法制备聚片多畴LiNbO_3晶体 总被引:1,自引:1,他引:0
当用直拉法生长掺杂的LiNbO_3单晶体时,使一脉冲电流通过固液界面,观察到晶体中铁电畴组态的变化.测定了调制电流与正、负交替铁电畴组态的一一对应关系.用这种新方法,可以制备大面积的、具有一维周期层状铁电畴结构的LiNbO_3晶体. 相似文献
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采用射频磁控溅射技术在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上生长了掺镧钛酸铅(PLT)铁电薄膜.用X射线衍射技术(XRD)研究了PLT薄膜结晶性能,结果表明PLT薄膜为 (111)择优取向钙钛矿相织构.使用原子力显微镜(AFM)和压电响应力显微镜(PFM) 分别观察了PLT薄膜的表面形貌和对应区域的电畴结构.PFM观察显示PLT薄膜中存在90°纳米带状畴,电畴的极化为首尾相接的低能量的排列方式,带状畴的宽度为20—60nm.研究了PLT10铁电薄膜的制备条件与性能之间的关系.发现在优化条件下制备的PLT10铁电薄膜的介电常数εr为365、介电损耗tgδ为0.02,热释电系数γ为2.18×10-8C·(cm2·K)-1,可以满足制备非制冷红外探测器的需要.
关键词:
PLT薄膜
电畴
PFM
极化 相似文献
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六方YMnO_3是一种特殊的多铁性材料,因其具有介电常数低、单一极化轴、无挥发性元素等特点,在磁电领域具有独特的优势,但目前关于YMnO_3薄膜的铁电性特别是畴结构的研究相对较少.本文采用溶胶-凝胶法在Si(100)基片上制备了多铁性YMnO_3薄膜,利用掠入射X-射线衍射、原子力显微镜对薄膜的结构及表面形貌进行了分析,用压力显微镜(PFM)技术研究了纳米尺度畴结构及微区电滞行为,并通过I-V,P-E曲线进一步研究了薄膜的漏电流和宏观电滞行为.结果表明,该薄膜为六方钙钛矿结构,YMnO_3晶粒大小均匀并且结晶性较好,薄膜表面粗糙度为7.209 nm.PFM图显示出清晰的电畴结构,结合典型的微区振幅蝴蝶曲线和相位电滞回线,证实该YMnO_3薄膜具有较好的铁电性.由于受内建电场的作用,振幅曲线和相位曲线都向正向偏移,表现出非对称特征.该薄膜的漏电流密度低于10~(-6)A·cm~(-2),因而其电滞回线基本能够达到饱和. 相似文献
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采用射频磁控溅射技术在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上生长了掺镧钛酸铅(PLT)铁电薄膜.用X射线衍射技术(XRD)研究了PLT薄膜结晶性能,结果表明PLT薄膜为(111)择优取向钙钛矿相织构.使用原子力显微镜(AFM)和压电响应力显微镜(PFM)分别观察了PLT薄膜的表面形貌和对应区域的电畴结构.PFM观察显示PLT薄膜中存在90°纳米带状畴,电畴的极化为首尾相接的低能量的排列方式,带状畴的宽度为20-60nm.研究了PLT10铁电薄膜的制备条件与性能之间的关系.发现在优化条件下制备的PLT10铁电薄膜的介电常数εr为365、介电损耗tgδ为0.02,热释电系数γ为2.18×10-8C·(cm2·K)-1,可以满足制备非制冷红外探测器的需要. 相似文献
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利用北京同步辐射光源,对居里点在室温附近的掺铁钽铌酸钾光折变晶体进行了X射线白光形貌术研究.观察显示,晶体内部除了杂质偏析物和一组沿[010]方向的生长层外,还有一组与之正交的畴组态,后者被发现不满足一般面缺陷的衬度消光规律,仅有异常散射效应揭示其衬度.利用同步辐射波长的可调谐性,揭示了该组畴随波长改变其衍时衬度变化的规律,而且畴的衍射强度被发现违背Friedel定律.依据实验证据,这组畴被确认为180°铁电畴.对畴形成原因和晶体生长特性进行了讨论.
关键词: 相似文献
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利用原于力显微镜研究了KTiOAsO4晶体的铁电畴,发现了这一实验方法的诸多特点。如放大倍数高,可以得到晶体表面的定量信息等,得到了KTiAsO4晶体铁电畴的原于力显微镜照片,并结合化学腐蚀光学显微法的实验结果进行了研究。最后对铁电畴的机制与消除进行了理论讨论。 相似文献
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用sol-gel法制备出了具有良好铁电性、纯钙钛矿结构的PbTiO3/Pb(Zr0.3Ti0.7)O3/PbTiO3(PT/PZT/PT)新型夹心结构铁电薄膜.用扫描力显微镜(SFM)的压电响应模式获得了薄膜铁电畴的垂直于膜平面方向(OPP)、膜平面内(IPP)及OPP的相位和幅度图像,结合理论分析指出薄膜的电畴主要由c畴和偏离垂直于膜平面方向上的c畴构成,薄膜取向的复杂性导致了复杂的畴结构.对于[111]取向的薄膜,当偏离垂直于膜平面方向上的c畴在垂直膜平面方向和面内方向都相反时构成180°的畴壁,在垂直膜平面方向上相同、面内方向相反或由垂直膜平面方向上相反、面内方向相同时构成90°畴壁.
关键词:
铁电薄膜
PT/PZT/PT
电畴和畴壁
扫描力显微镜(SFM) 相似文献
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本文详细讨论了制约相衬显微镜衬比的各种因素,并针对不同的被观察样本提出了合适的观察方法。首先,叙述了相衬显微镜和暗场显微镜的基本原理,并根据观察时的实际情况,定义了衬比Fc.然后,分纯相位物体和既有振幅变化又有相位变化的物体两种情况,对影响衬比的各种因素进行了详细讨论,得出了相衬显微镜的衬比最大的条件,并比较了各种条件下相衬显微镜和暗场显微镜的灵敏度,从中得出:在观察弱纯相位变化的物体时,相衬显微镜要比暗场显微镜有效些;在观察既有振幅变化又有相位变化的物体时,相衬显微镜和暗场显微镜要比明场显微镜有效些,但视场中的光强变化已是物体的振幅变化和相位变化的混合效应,而不能单独反映出相位变化。 相似文献