利用微波阻抗显微镜观测铌酸锂超晶格的畴结构

发布时间：2017-10-23 14:20

  本文关键词：利用微波阻抗显微镜观测铌酸锂超晶格的畴结构

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【摘要】：铌酸锂超晶格具有优越的压电性、热释电性以及光学性质,被广泛的应用于超声学、集成声学、集成光学和声表面波器件。微波阻抗显微镜是近年来美国斯坦福大学赖柯吉等人开发的基于商用原子力显微镜的新型微波近场显微设备,它能够以高分辨率和高灵敏度对各类样品进行电学性质探测,同时获得样品表面形貌信息和复介电常数分布。这一优异特性使其在跨学科研究中有极大应用前景。本文分为四章：第一章主要是关于铌酸锂晶体和微波近场显微术的文献综述,概述了铌酸锂的结构、物性以及发展和应用,同时概述了微波近场显微术的发展历史以及它的理论基础。第二章首先介绍了铌酸锂超晶格的构造原理和发展应用。然后从室温极化的畴动力学出发,分析了铌酸锂晶体的极化特性,为下一步利用室温极化技术制备铌酸锂超晶格提供了理论基础。最后我们介绍了在实验室利用光刻、磁控溅射、封装、室温极化等工艺成功制备出二维的铌酸锂超晶格的方法,铌酸锂超晶格的周期是12μm。第三章我们介绍了美国斯坦福大学开发的微波阻抗显微镜,从它的实验原理和设备构造方面分析了它与传统微波近场显微术的优缺点。与此同时我们研究了利用微波阻抗显微镜观测铌酸锂超晶格的测量原理,推导出了一系列可能观测到的结果。最后,我们利用微波阻抗显微镜成功观测到了二维铌酸锂超晶格的畴结构,并分析了它的电学特性,得到了与预计相同的结果。我们还利用Comsol模拟分析了微波阻抗显微镜观测铌酸锂超晶格时针尖附近的电势分布情况,并且利用Comsol模拟推导出了铌酸锂超晶格的电导率随微波阻抗显微镜实部信号和虚部信号变化的趋势图。第四章总结了论文的主要工作并展望了该领域未来的发展。
【关键词】：铌酸锂 超晶格 微波阻抗显微镜 复介电常数 室温极化
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O614.111;TH742
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-33
• 1.1 铌酸锂晶体11-16
• 1.1.1 铌酸锂晶体的概述11-12
• 1.1.2 铌酸锂晶体的铁电性和铁电畴12-14
• 1.1.3 铌酸锂晶体的主要应用14-16
• 1.2 微波近场显微术综述16-26
• 1.2.1 微波近场显微术的发展历史16-21
• 1.2.2 微波近场显微术的理论基础21-26
• 1.3 本论文的研究意义和研究内容26-28
• 参考文献28-33
• 第二章 铌酸锂超晶格的制备33-49
• 2.1 铌酸锂超晶格的概述33-35
• 2.2 利用室温极化技术制备铌酸锂超晶格35-45
• 2.2.1 室温电场极化的畴动力学模型35-39
• 2.2.2 铌酸锂周期极化的过程39-42
• 2.2.3 制备铌酸锂超晶格的实验过程42-45
• 2.3 本章小结45-47
• 参考文献47-49
• 第三章 利用微波阻抗显微镜观测铌酸锂超晶格49-63
• 3.1 微波阻抗显微镜概述49-51
• 3.2 利用MIM观测铌酸锂超晶格的实验过程和结果51-56
• 3.3 利用COMSOL仿真模拟56-58
• 3.4 本章小结58-60
• 参考文献60-63
• 第四章 总结与展望63-65
• 4.1 结论63
• 4.2 展望63-65
• 攻读硕士学位期间学术成果65-67
• 致谢67-69

【参考文献】

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1 柳学榕 ,胡泊 ,刘文汉 ,高琛;扫描近场微波显微镜测量非线性介电常数的理论校准系数[J];物理学报;2003年01期

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本文编号：1083819