【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,應用廣泛。隨著微型器件技術和微納米技術的發(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PZT基鐵電薄膜進行摻雜改性,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)異性能的微觀機理成為鐵電薄膜領域的研究熱點。本文主要研究三元系PZT基鐵電薄膜的微觀機理。采用基于密度泛函理論的第一性原理方法,使用CASTEP模塊對PZT摻雜Pb(Mn1/3Nb2/3)O3后得到的三元系PMnN-PZT鐵電薄膜構建理論模型,并對PMnN-PZT的幾何結構和電子結構進行理論研究,得到未摻雜以及摻雜不同比例PMnN的PZT的態(tài)密度、能帶結構,研究了PMnN添加對PZT的改性規(guī)律,得到的結論主要如下:(1)適當比例PMnN的添加能改變薄膜的晶格參數(shù),但卻不改變PZT的晶相,通過對不同比例PMnN添加對同種Zr/Ti比值PZT影響結果的比較,PMnN的添加比例不應超過10%,否則優(yōu)化不收斂。(2)通過對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,使得結構發(fā)生畸變,低能部分逐漸向高能量的方向移動,高能部分逐漸向低能量的方向移動,帶寬減小,PMnN-PZT體系的導電性能是逐漸增加的。本文的計算結果與已有的相關理論計算和實驗數(shù)值一致,對計算的結果,做出了一定的解釋,這對研究三元系PZT基鐵電薄膜的微觀機理具有一定意義。
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB34

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