铁酸铋外延薄膜微观结构的透射电子显微镜研究

发布时间：2024-02-29 19:58

　　具有不同晶体结构的铁酸铋(BiFe03,BFO)外延薄膜,表现出来的性能也各有差异。大晶格失配衬底上生长的BFO薄膜中存在类四方相(T-like相)和单斜相(R-like相)两相共存,这类混合相共存具有很大的压电响应。为了深入地理解BFO外延薄膜的宏观性能与微观结构之间的关联,本文利用选区电子衍射(SAED)、高分辨透射电子显微术(HRTEM)、原位透射电镜技术(insitu TEM)和高角度环形暗场扫描透射电子显微术(HAADF-STEM)等技术手段研究了 BFO外延薄膜中类四方相的热稳定性、掺杂30%La3+后的BFO薄膜中的复合相结构以及BFO薄膜中109°铁弹畴的畴宽和薄膜厚度的标度关系。所取得的主要实验结果如下:1、用TEM在LaAlO3单晶衬底上的BFO外延薄膜中观察到了 T-like相和R-like相交替排列的混合相结构,其中T-like相的宽度大约是10-35nm,体积分数大约为35%。在HRTEM图和SAED图中都观察到了相邻R-like相和T-like相的晶面之间存在3.8°的夹角。在R-like相中,沿[110]带轴观察到了超衍射斑,这是由于R-like相中氧八面...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.I透射电镜的构造

人们对材料的分辨率要求越来越高，带有球差矫来了，如今利用透射电镜可以观察到原子级别，这的便利。人们对电镜样品杆的设计上也做出了创新进行原位加热冷却、原位加力及通电等手段原位研镜在材料中的应用。如图１．２所示，高角度环形探测

图１．３?（ａ）?ＢＦＯ薄膜的低倍ＴＥＭ形貌像（ｂ）?Ｔ相和Ｒ相边界的ＨＲＴＥＭ图（ｃ）和??Ｗ??

ｄｅｔｅｃｔｏｒ?⑴．ｄｅｔｅｃｔｏｒ??ｄｅｔｅｃｔｏｒ??图１．２透射电镜中探测器分布情况??铁电材料中新相的发现、缺陷的形成、结构的变化等都对材料的性能起着关??键性的作用，因此可以利用透射电子显微镜对铁电材料微结构进行研究，进而揭??示其与性能的关联。如图１．３所示利用低....

图１．２透射电镜中探测器分布情况??

铁电材料中新相的发现、缺陷的形成、结构的变化等都对材料的性能起着关??键性的作用，因此可以利用透射电子显微镜对铁电材料微结构进行研究，进而揭??示其与性能的关联。如图１．３所示利用低倍明场像可以观察到ＢＦ０薄膜中明暗??交替的条纹，接着用高分辨透射电子显微术对条纹边界进行观察，通....

图１．４?（ａ）?ＢＦＯ薄膜中Ｒ相区域的低倍形貌像（ｂ）?６７３?Ｋ时Ｔ相的低倍形貌相??（ｃ）温度为３００?Ｋ时，面外晶格常数（■大约为４．０６?Ａ的Ｒ相的ＳＡＥＤ图（ｄ）?６７３??Ｋ时，晶格常数ｃ大约为４．６５?Ａ的Ｔ相的ＳＡＥＤ图ｆ４］??

于１９６９年，Ｍｉｃｈｅｌ和Ｋｕｂｅｌ等人通过Ｘ射线和中子衍射实验测得了?ＢＦＯ??粉末的晶体结构＆７］，实验结果表明ＢＦＯ是一种具有三角扭曲的钙钛矿结构，空??间群为／？３ｃ，晶体结构如图１．５所示岡。实验得到ＢＦＯ的晶胞参数为ａ?＝＝?６?＝?ｃ?＝??５．６３４３?Ａ，?＜....

本文编号：3914853