【摘要】：鐵電薄膜是生產(chǎn)與生活中一種重要的功能材料,尤其是鋯鈦酸鉛(PZT)基鐵電薄膜具有優(yōu)異的鐵電性、壓電性等性能,應(yīng)用廣泛。隨著微型器件技術(shù)和微納米技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的鐵電薄膜材料已不能滿足日益快速的發(fā)展需求。對(duì)PZT基鐵電薄膜進(jìn)行摻雜改性,以期獲得性能更加優(yōu)異的鐵電薄膜,尤其是多元系鐵電薄膜優(yōu)異性能的微觀機(jī)理成為鐵電薄膜領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文主要研究三元系PZT基鐵電薄膜的微觀機(jī)理。采用基于密度泛函理論的第一性原理方法,使用CASTEP模塊對(duì)PZT摻雜Pb(Mn1/3Nb2/3)O3后得到的三元系PMnN-PZT鐵電薄膜構(gòu)建理論模型,并對(duì)PMnN-PZT的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論研究,得到未摻雜以及摻雜不同比例PMnN的PZT的態(tài)密度、能帶結(jié)構(gòu),研究了PMnN添加對(duì)PZT的改性規(guī)律,得到的結(jié)論主要如下:(1)適當(dāng)比例PMnN的添加能改變薄膜的晶格參數(shù),但卻不改變PZT的晶相,通過對(duì)不同比例PMnN添加對(duì)同種Zr/Ti比值PZT影響結(jié)果的比較,PMnN的添加比例不應(yīng)超過10%,否則優(yōu)化不收斂。(2)通過對(duì)PZT、0.06PMnN-0.94PZT和0.1PMnN-0.9PZT的總態(tài)密度和分波態(tài)密度圖的對(duì)比分析,得出隨著PMnN摻雜濃度的增加,Mn、Nb傾向于替代Zr、Ti位置,使得結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變,低能部分逐漸向高能量的方向移動(dòng),高能部分逐漸向低能量的方向移動(dòng),帶寬減小,PMnN-PZT體系的導(dǎo)電性能是逐漸增加的。本文的計(jì)算結(jié)果與已有的相關(guān)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)值一致,對(duì)計(jì)算的結(jié)果,做出了一定的解釋,這對(duì)研究三元系PZT基鐵電薄膜的微觀機(jī)理具有一定意義。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB34

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本文編號(hào)：2523968