应力对铋系铁电薄膜性能影响的研究进展

应力普遍存在于铁电薄膜中,是影响薄膜性能和薄膜电子器件可靠性的一个重要参数.本文系统介绍了本小组近年来所进行的应力对铋系铁电薄膜(Bi3.25La0.75Ti3O12,Bi3.15Nd0.85Ti3O12 和SrBi2Ta2O9)的铁电性能及与铁电存储有关的开关、疲劳性能等影响的研究.结果表明:张应力有利于增大薄膜的剩余极化和开关电荷量,而压应力却使得两者都降低.还发现:应力对薄膜的开关时间、矫顽场、疲劳性能等都有影响.其结果都与“应力作用下薄膜内铁电畴的重新取向“有关.     

HfO2基铁电薄膜的结构、性能调控及典型器件应用

大数据、物联网和人工智能的快速发展对存储芯片、逻辑芯片和其他电子元器件的性能提出了越来越高的要求.本文介绍了HfO₂基铁电薄膜的铁电性起源,通过掺杂元素改变晶体结构的对称性或引入适量的氧空位来降低相转变的能垒可以增强HfO₂基薄膜的铁电性,在衬底和电极之间引入应力、减小薄膜厚度、构建纳米层结构和降低退火温度等方法也可以稳定铁电相.与钙钛矿氧化物铁电薄膜相比, HfO₂基铁电薄膜具有与现有半导体工艺兼容性更强和在纳米级厚度下铁电性强等优点.铁电存储器件理论上可以达到闪存的存储密度,读写次数超过10¹⁰次,同时具有读写速度快、低操作电压和低功耗等优点.此外,还总结了HfO₂基薄膜在负电容晶体管、铁电隧道结、神经形态计算和反铁电储能等方面的主要研究成果.最后,讨论了HfO₂基铁电薄膜器件当前面临的挑战和未来的机遇.     

循环电载下热效应对铁电材料畴变的影响

铁电材料在力、电载荷作用尤其是循环载荷作用下有明显的热效应.热效应会在铁电材料中引起应力场和电场.另外,在外载作用下铁电材料发生约束畴变时也会产生附加的应力场,这些附加的应力场和电场都会对铁电材料的畴变产生影响.而且在循环载荷作用的情况下,这种影响会逐渐累积.但在以往的研究中,很少涉及这种影响.该文就循环电载下热效应引起的力、电场和约束畴变时产生的附加应力场对铁电材料畴变的影响进行了初步研究.     

A SIMPLIFIED MODEL FOR DOMAIN SWITCHING OF FERROELECTRIC CRYSTAL

I. INTRODUCTION Domain switching is the main source of nonlinear characteristics of ferroelectric materials. The trans-formation performance of domain is the basis for ferroelectric constitutive research. In many literatures[1??10], complete switching models were adopted, in which ferroelectric materials are considered tobe consist of several basic sorts of domains, which are independent of each other. Under the actionof su?ciently strong electric ?elds or mechanical stress, the orienta…     

一对手性铕（Ⅲ）配合物的合成和铁电性质

合成并表征了一对蒎烯修饰的稀土铕（Ⅲ）配合物Eu（TTA）₃L_1a（1a）和Eu（TTA）₃L_1b（1b）（TTA=2-噻吩甲酰三氟丙酮,L_1a=（+）-4,5-双蒎烯-2,2''-联吡啶,L_1b=（-）-4,5-双蒎烯-2,2''-联吡啶）。化合物的手性特征通过X射线单晶结构和圆二色光谱进行了表征。配合物1a结晶于极性空间群P1,中心Eu（Ⅲ）离子呈现出严重扭曲的四方反棱柱体的配位环境。鉴于非中心对称结构的特性,配合物1a也表现出明显的铁电性质。     

Pb_(1-x)Tb_xTi_(1-x)Mn_xO_3(0≤x≤0.10)固溶体的合成、结构与表征(英文)

用固相反应合成了Pb1-xTbxTi1-xMnxO3(0≤x≤0.10)固溶体,并用X射线粉末衍射进行了表征,室温下其空间群为P4mm.热分析仪测试结果显示,随着Tb和Mn掺杂量的增加,该固溶体的相变温度Tc降低.介电常数在Tc附近出现峰值,表明对应的相变是铁电相变.磁性测量显示,当x=0.08和x=0.10时,Pb1-xTbxTi1-xMnxO3分别在25和29 K附近有顺磁性向反铁磁性的转变.     

铁电磁体Pb(Fe1/2Nb1/2)O3的磁电性能研究

对铁电磁体Pb(Fe1/2Nb1/2)O3单晶样品中的介电和磁性能进行了研究. 认为在其反铁磁相变点观察到的介电常数和损耗的异常来自于自发极化序和自旋序的相互作用引起的磁电耦合. 磁矩与温度的关系曲线在Néel点以下的低温段呈上升趋势,测得的磁滞回线证明有弱铁磁性出现. 对铁电磁体磁电相互作用的Monte Carlo模拟得到与实验类似的结果.     

钛酸锶钡材料应用于超高密度动态随机存储器的研究

铁电钛酸锶钡材料具有十分优越的介电性能 :高的介电常数 ,较低的介电损耗 ,好的绝缘漏电性能 ;而且 ,通过调节材料中的Ba/Sr成分比 ,可改变材料的居里相变温度TC,以满足特定应用环境的温度需要 ,在超高密度集成的动态随机存储器 (DRAM)方面表现出广阔的应用前景 .文章概括介绍了BaxSr1-xTiO3 薄膜材料在DRAM应用中已取得的最新研究进展 ,并对这一应用所面临的问题也进行了详细讨论     

溶胶-凝胶法BazTiSi2O8铁电薄膜的制备及结构表征

采用溶胶-凝胶工艺在Si(100)衬底上制备了Ba2TiSi2O8(BTS)薄膜。通过XRD衍射、傅立叶红外(FT-IR)、拉曼(Raman)散射光谱和原子力显微镜(AFM)对薄膜的显微结构进行了表征。AFM分析显示，BTS薄膜表面光滑，晶粒尺寸在0．30～0．50μm。薄膜结构分析表明：随着退火温度的增加，BTS薄膜的结晶度增加，薄膜结构变得更加致密。同时，随着退火温度的升高，晶胞尺寸出现了收缩，导致了BTS薄膜的四方比c／a从0．613上升到0．618，将对薄膜的压电性能产生影响。     

用横场伊辛模型研究应力对铁电薄膜的热力学性质的影响

用横场伊辛模型研究了铁电薄膜的热力学性质.在体系的哈密顿量中引入一个两维的在平面内的应力，并假设应力从基底材料和薄膜材料之间的界面层到薄膜的表面层是呈指数形式衰减的.结果显示：压应力有利于极化，使居里温度向高温区移动，而张应力对极化和居里温度的影响正好相反.扩散长度对铁电薄膜的热力学性质有很大的影响. 关键词： 铁电薄膜 应力 横场伊辛模型