钛酸铋系中与铁电性能有关的缺陷及其弛豫研究的进展

本文概括的介绍了近年来我们利用内耗和介电的方法研究铋系铁电材料的一些结果.钛酸铋系铁电体作为一种无铅材料在铁电存储中有着重要的应用,通过对其内部与氧空位有关的力学和电学弛豫行为的测量,并进一步通过对氧空位弛豫及关联行为的研究,揭示了钛酸铋系铁电材料中掺杂、微结构以及铁电性能之间内在的联系.这些结果从微观的角度阐述了影响铁电体剩余极化与铁电疲劳的因素,对于指导并优化现有铁电体的铁电性能有着重要的意义.此外,还报道了对铁电畴、相变等的研究结果,表明力学与介电方法是研究铁电性能及澄清机理的有效手段.     

铌酸锂晶体铁电畴电极化反转结构的ESEM观察

采用电脉冲极化方法制作出周期性反转电畴微结构.利用热腐蚀法制备出用于环境扫描电镜(ESEM)研究反转电畴结构的样品.通过ESEM的观察与分析,在光栅电极下方,铁电畴发生了极化反转,反转区域在y方向上有所扩展,在Z方向逐渐变窄,没能贯穿整个晶片.通过控制光栅电极的纵宽比和电压脉冲的参数,可以在晶片的表面或一定深度得到占空比为1:1的正、负铁电畴交替排列的结构,达到准相位配的目的.观测到竹叶状二次电子图像衬度,它是由制样过程中局部产生应力造成的,这说明利用ESEM可以研究压电材料中的电荷分布.     

PNZST:AlN复合陶瓷局域应力场增强热释电性能机理

通过两步固相反应烧结法制备了(1-x)Pb_0.99Nb_0.02[(Zr_0.57Sn_0.43)_0.94Ti_0.06]_0.98O₃:xAlN ((1-x)PNZST:xAlN,x=0,0.1,0.2,0.3,0.4))复合陶瓷,系统研究了复合陶瓷晶体结构、微观形貌、畴结构演变以及铁电、介电和热释电性能等.实验结果表明:基于两相之间热膨胀系数失配产生的局域应力场有效调控了畴结构组态和相结构演变,在室温附近构建了铁电/反铁电相界,继而在温度场作用下表现出优异的热释电性能;当x=0.1时,在近人体温度37℃时其热释电系数p达到最大值3.30×10^-3 C/(m²·K),电流响应优值F_i=3.16×10^-9 m/V,电压响应优值F_v=0.613 m²/C,探测率优值F_d=4...     

利用压电力显微镜研究PMN-30%PT单晶体中铁电畴的结构及其演变(英文)

本文总结了我们近年来利用压电力显微镜(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晶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,会引起晶体表面的起伏振荡,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d_(33)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,其中包括静电荷效应,表层效应和机械抛光的影响。本文还利用有限元模型对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。     

Enhanced ferroelectricity and ferromagnetism in Bio.9Bao. 1FeO3/Laz/3Srl/3MnO3 heterostructure grown by pulsed laser deposition

Bi0.9Ba0.lFeO3 （BBFO）/La2/3Srl/3MnO3 （LSMO） heterostructures are fabricated on LaA103 （100） substrates by pulsed laser deposition. Giant remnant polarization value （~ 85 μC/cm2） and large saturated magnetization value （~ 12.4 emu/cm3） for BBFO/LSMO heterostructures are demonstrated at room temperature. Mixed ferroelectric domain structures and low leakage current are observed and in favor of enhanced ferroelectrie properties in the BBFO/LSMO het- erostructures. The magnetic field-dependent magnetization measurements reveal the enhancement in the magnetic moment and improved magnetic hysteresis loop originating from the BBFO/LSMO interface. The heterostructure is proved to be effective in enhancing the ferroelectric and ferromagnetic performances in multiferroic BFO films at room temperature.     

Acoustic Imaging Frequency Dynamics of Ferroelectric Domains by Atomic Force Microscopy

We report the acoustic imaging frequency dynamics of ferroelectric domains by low-frequency acoustic probe microscopy based on the commercial atomic force microscopy. It is found that ferroelectric domain could be firstly visualized at lower frequency down to 0.5 kHz by AFM-based acoustic microscopy. The frequency-dependent acoustic signal revealed a strong acoustic response in the frequency range from 7kHz to 10 kHz, and reached maximum at 8.1 kHz. The acoustic contrast mechanism can be ascribed to the different elastic response of ferroelectric microstructures to local elastic stress fields, which is induced by the acoustic wave transmitting in the sample when the piezoelectric transducer is vibrating and exciting acoustic wave under ac electric fields due to normal piezoelectric effects.     

利用压电力显微镜研究PMN-30%PT单晶体中铁电畴的结构及其演变

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.     

利用静电聚苯乙烯纳米微粒对LiNbO3铁电畴结构的观测

利用静电聚苯乙烯纳米微粒缀饰技术,在铁电晶体铌酸锂(LiNbO3)的极性表面观察到铁电畴表面束缚电荷吸附带异性电荷纳米小球所形成的衬度图像,正负电畴衬度图像清晰稳定.这种对铁电晶体表面电畴结构进行表征的新方法不会对样品造成任何程度的损伤和破坏,操作简便易行,并具有较高的分辨率.     

铁电纳米结构中奇异极化拓扑畴的研究新进展

铁电体中极化拓扑畴(如涡旋畴)有望带来一系列新颖物理现象、新性能和新应用前景(如存储器件应用),从而引起了广泛兴趣.尤其是近年来在铁电纳米结构中发现了一系列有趣的新奇极化拓扑畴态,例如涡旋、中心畴、斯格明子、麦韧(Meron,也有称半子)等,引发了新一轮探索热潮.这些发现为进一步探索其中蕴含的丰富多彩的物理现象创造了条件,也为调控和设计高性能材料和器件提供了新的基元和序构,从而形成拓扑电子学的概念.过去十年,这一领域经历了快速发展,成长为铁电物理领域的前沿热点.本文将回顾近年来在铁电纳米结构中奇异极化拓扑畴的研究新进展,并简要讨论了该领域所存在的问题和潜在发展方向.