基于扫描探针显微镜的传统及新型铁电体的研究

发布时间：2021-10-16 05:54

　　铁电材料是具有自发极化且能在外电场的作用下实现极化方向反转的重要的功能材料,由于具有高密度、低功耗、超快响应速度等优势,在非易失性存储器,传感器和光学电子器件等领域具有重要的应用前景。随着微电子的高速发展,对器件微型化和高集成化的要求越来越高,人们对纳米尺度的铁电特性进行了越来越深入的研究。扫描探针显微技术是表征纳米尺度铁电特性的重要手段之一。随着表征技术的日益成熟,除基础的铁电特性表征以外,微区电学输运特性、表面电荷和电势等物理特性的测试极大的丰富了扫描探针显微技术的可研究范围。本文主要利用扫描探针显微技术围绕传统及新型铁电体铁电特性对多种材料体系中的铁电-类铁电行为,锰酸铋薄膜中的二阶忆阻特性以及基于铁电/二维异质结器件的低维导电畴壁展开了全面深入的研究,主要内容包括以下三个部分:1.利用扫描探针显微镜区分铁电-类铁电行为的新方法:（1）利用电场反转后相位图的相位差以及振幅图的铁电畴壁信息可以实现对铁电-类铁电行为的基本区分（2）通过观察相位的保持特性可以进一步区分铁电-类铁电行为（3）改变交流电压的大小观测相位回线的是否消失可以区分极化反转速度较快的铁电材料与非铁电材料的铁电-类... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：174 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

铁电发展史简表

华东师范大学博士学位论文 晶胞里都存在固有的电偶极子，则称这种在无外电场作用下存在的电极化现象为自发极化。而具有自发极化特性的晶体通常被称为极性晶体。若该自发极化在一定温度范围内，能够随外加电场方向的改变而改变，则称这种晶体为铁电体。而当温度达到某个临界温度后晶体会从顺电相变为铁电相，此时我们称该临界温度为居里温度（TC），该相变为铁电相变。

华东师范大学博士学位论文12人们更多讨论的是铁电相变对应的晶体结构变化，这是因为铁电自发极化的出现往往与晶体结构和对称性的关系十分紧密，换句话说在一定程度上可以根据晶体结构对新铁电体进行预言。[118]1.2.2.铁电相变根据铁电体的定义，铁电体的铁电性只存在于居里温度TC以下，此时晶体所处的相称为铁电相；当温度超过居里温度时，铁电体的自发极化就会消失，不再具有铁电性，此时这种不再具有铁电性的晶体就被称为顺电体，所处的相为顺电相。晶体在顺电相与铁电相之间的转变为铁电相变。那么，为什么会出现铁电相变呢？对于铁电相变出现的解释，人们分别从宏观与微观两个角度进行了理论探索，如图3所示。图3铁电相变的理论研究框架通常情况下，铁电相变属于结构相变。从宏观角度来看，结构相变的基础理论是朗道理论。[119]朗道将对称破缺引入到相变理论，认为相变是可以用序参量（用来描述与物理性质有关的有序化程度和伴随对称性质的参量）来描述的。如果在居里温度以上该序参量消失，居里温度以下出现，那么就会发生相变。朗道理论最早

【参考文献】：
期刊论文
[1]低维铁电材料研究进展[J]. 胡婷,阚二军.  物理学报. 2018(15)



本文编号：3439276