铁电多层膜中的退极化场

从最基本的电介质方程出发,给出了铁电双层膜、铁电三明治结构、铁电超晶格中退极化场的表示形式,并详细研究了退极化效应对反铁电耦合的铁电双层膜的极化以及电滞回线的影响.     

基于横场Ising模型插层铁电薄膜相变性质数值计算

基于横场伊辛模型的平均场近似理论讨论了铁电薄膜(中间具有不同材料插入层)二级相变性质.运用该理论,首次推导得到了一个可用于研究任意层数铁电薄膜(中间具有不同插入材料层)的相变性质的递归公式.并运用该公式研究了体材料(A)和插层材料(B)的交换相互作用参量和横场参量对相图的影响.计算结果表明,由于插层材料B参数值的变化,整个铁电薄膜相变性质,不同铁电薄膜层的极化,横场参量过渡值均敏感的发生变化.     

退极化场对Ba0.5 Sr0.5 TiO3外延薄膜的铁电和介电性能的影响

基于Ginzburg-Landau-Devonshire唯象理论,定性研究了在有或无退极化场情形下外延Ba_0.5Sr_0.5TiO₃薄膜的铁电和介电性能随厚度的依赖特性。结果表明:与无退极化场相比,退极化场的存在使薄膜极化强度空间分布更均匀,抑制了系统的平均极化强度,降低了相变温度(ΔT_c),但增加了临界厚度(Δh_c、Δh_m)和调谐率(Δφ),尤其在电极弱补偿情况下更加显著,厚度为100 nm时薄膜的ΔT_c、Δh_c、Δh_m和Δφ分别约为-57.5 ℃、15 nm、40 nm和20%;外延薄膜的介电性能取决于极化强度对外加电场的响应能力,而非极化本身,这一观点可从完全相反的极化强度和调谐率厚度依赖性趋势充分证明。     

有限集团近似研究二维和三维晶格横场伊辛模型的热力学性质

本文在有限集团近似的框架内研究了自旋为1/2的二维平方晶格和三维简立方晶格横场伊辛模型的热力学性质,得到了相应的相图,临界温度和临界横场。有限集田近似方法与平均场近似相比,在数学上处理同样简单,但可给出更好的结果。     

退极化场对铁电超晶格热力学性质的影响

应用平均场理论,在横场伊辛模型的框架内,研究了退极化场对铁电超晶格热力学性质的影响.计算结果表明:退极化场使铁电超晶格的自发极化曲线更加平坦,使介电峰合并,并抑制超晶格的界面效应.     

横场伊辛链自旋模型费米子表象的问题

人们在研究一维横场伊辛模型时,通常将模型中的自旋算符转换成费米子算符,一般是通过Jordan-Wigner变换来进行.但是变换前后的两个模型,即原自旋算符表达的模型与费米子算符表达的模型,其等价性需要伴随一些条件,如不细致处理,会造成后一模型的自由度冗余.本文中,我们通过对表象变换前后的两个模型进行详细对比,找出导致这两个模型等价的各个因素,包括边界条件和格点数目奇偶等,揭示在不同要素和条件下两个模型等价的内涵,并通过详细的实例来说明如何通过投影法筛除费米子表象模型的冗余自由度.     

铁电薄膜及铁电存储器研究

综述了铁电薄膜以及铁电存储器的发展,讨论了铁电薄膜制备方法、结构和物理性能表征,并结合作者的前期工作,详细讨论了用于铁电薄膜与硅衬底集成的导电阻挡层问题,指出了铁电薄膜研究中需重点解决的一些问题.     

超薄铁电膜的居里温度及表面效应(续)

采用平均场理论下的横场Ising模型，得到同时考虑Ωs≠Ω，Js≠J情况下超薄铁电膜的居里温度表达式。利用所得出的居里温度表达式，分别计算了不同层数超薄铁电膜的居里温度与表面赝自旋相互作用和表面隧穿频率的关系，通过分析，得到一些新的由居里温度反映的表面效应信息。     

三维横向晶场稀疏Ising模型的相变行为及磁化

在有效场理论和切断近似的框架内,研究自旋S=1横向晶场稀疏Ising模型的相变行为和磁化.研究发现晶场稀疏情况下,相图的负晶场方向存在临界温度的峰值,正晶场方向随晶场浓度的降低出现重入现象,高温和低温下的磁化存在许多差异.     

本征晶格缺陷对BNT铁电薄膜光响应性能的影响简

用溶胶-凝胶法在YSZ/Si衬底上制备Bi3．15 Nd0．85 Ti3 O12（BNT）铁电薄膜,研究了退火气氛和退火温度对BNT薄膜的光响应性能的影响。对不同退火气氛和退火温度下的BNT薄膜进行微观结构和光响应性能表征。研究结果表明：随着退火气氛中氧含量的降低,光响应增大,BNT薄膜中氧空位起到了为光生载流子传输提供通道的作用;随着退火温度的降低,光开启电压和饱和光电导增大,BNT薄膜中高密度的晶界虽然阻碍了光生载流子的迁移,却有利于使光生载流子在晶界处及时分开。     

以LaNiO3作为底电极的Pb(Zr0.3,Ti0.7)O3铁电薄膜的性能研究

采用溶胶－凝胶法在Si(100）衬底上制备了LaNiO3薄膜，采用相同方法在LaNiO3/Si(100）上制备了Pb（Zr0.3,Ti0.7）薄膜，对LaNiO3薄膜和Pb(Zr0.3,Ti0.7）O3薄膜的结晶性，表面形貌和电性能进行了研究。     

PLZT铁电薄膜的制备及其性能

在温度为97℃,水浴回流10h的条件下,用旋涂法在Si（100）基底上,通过改变溶胶的滴加量、转速、升温速率、煅烧温度及保温时间,制备出性能良好的PLZT铁电薄膜,并用精密阻抗分析仪（PIA）对其介电性能进行测试,研究发现：PLZT铁电薄膜未被击穿时,随着测试频率厂的提高电容逐渐减小,而介电损耗会出现突变,在测试频率达到1MHz时,介电损耗一次突变;当PLZT铁电薄膜被击穿时,随着测试频率厂的升高,介电损耗会逐渐增大,在外场频率达到1MHz时开始减小,当膜被击穿后,电感将不可恢复,而材料的电容具有恢复特征,随着测试频率的升高,电容在逐渐减小．     

PbTiO3铁电薄膜的应力与尺寸效应

用推广的Landau Devonshire理论研究了应力与尺寸效应对PbTiO3(PTO)薄膜的铁电/介电性质的影响.研究表明:在外推长度δ>0时,张应力使膜的相变温度降低、自发极化减小,压应力使膜的相变温度升高、自发极化增加.在温度一定时PTO薄膜存在一个临界应力σc,当应力大于σc时,任意膜厚都保持顺电相.当应力小于σc时,存在尺寸驱动的相变,即当膜厚大于临界尺寸Lc时,膜进入铁电相;而当膜厚小于临界尺寸Lc时,膜处于顺电相.     

热处理温度对PST铁电薄膜微结构的影响

以Pb(OOCCH3)2·3H2O,Sc(OOCCH3)3·xH2O和Ta(OC2H5)5为原材料,用SolGel方法在Pt/Ti/SO2/Si(100)基片上成功地制备出厚度达1.5μm,无裂纹的PbSc0.5Ta0.5O3(PST)铁电薄膜.对(220)主晶向生长的PST薄膜分别在10～20min、650～800℃范围内进行热处理,结果表明:热处理温度在750℃时,PST薄膜转变为较为完整的ABO3型钙钛矿晶相结构,更高的温度将提高晶粒在(220)方向的取向度.实验发现,最佳热处理条件应为750℃×15min,该条件下制备的PST铁电薄膜呈蓝黑色,表面光亮.     

Co和Nb掺杂PZT铁电薄膜的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3／Si衬底上制备了PbCoy（Zrx,Ti1-x）O3（PCZT）与PbCoyNbx（ZrxTi1-x）O3PCNZT）铁电薄膜,实验发现钴掺杂PZT比例为12mol％时,PCZT薄膜具有优良的铁电性和介电性,但是漏电流较大．为了能够很好地弥补PCZT薄膜漏电流太大的缺点,在12mol％Co掺杂的PCZT薄膜中掺入不同比例的Nb（在1mol%～10mol％掺杂范围内）,实验结果表明,Nb掺杂比例越大,PCNZT薄膜的漏电流越小,但同时Nb掺杂减小了PCZT薄膜的剩余极化强度和介电常数．     

LaNiO3衬底上SrBi4Ti4O15薄膜的sol-gel方法制备

采用溶胶-凝胶法在S i(111)衬底上制备了LaN iO3薄膜,采用相同方法在LaN iO3/S i(111)上制备了SrB i4Ti4O15(SBT)薄膜,对SrB i4Ti4O15(SBT)薄膜的结晶性,厚度和电性能进行了研究.     

双层铁电薄膜的性质研究

利用推广的Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)理论,研究了二级相变双层铁电薄膜的界面对其性质的影响.结果表明:界面的影响是减小两层中的自发极化的差别,改变一种铁电层的相对厚度会使整个薄膜的平均自发极化发生改变;电滞回线的特性与体材料的电滞回线的特性基本一致.