应变诱导外延Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜铁电介电性能的频率依赖特性

基于修正的Landau-Devonshire唯象理论和Landau-Khalatnikov方程,研究了不同失配应变下外延Ba_0.6Sr_0.4TiO₃薄膜相稳定性和频率依赖的铁电介电性能。结果表明:室温下铁电c相、正交aa相和顺电相为稳态相且均为二级相变;在0.1 kHz的外加电场频率下,压应变增加了c相的面外剩余极化强度(P_r)和矫顽场(E_c),而拉应变增加了aa相的面内剩余极化强度和矫顽场。此外,随着频率的增加,相界处P_r和E_c均增加,介电常数呈先快速后缓慢的下降趋势,最大调谐率逐渐减小且相应失配应变逐渐趋于零,这主要归因于频率的增加导致相变温度(ΔT_c)升高。进一步计算显示,面外的失配应变移动、调谐率降低和ΔT_c分别为0.017%、10.6%、7.3 ℃,其与面内结果(0.019%,9.7%,7.7 ℃)相近。