【摘要】：本文首先綜述了鈣鈦礦材料自身和界面上比較前沿的研究進展,表明鈣鈦礦材料有廣闊的研究空間。然后引入漂移擴散模型在鐵電材料表面電勢的模擬,以及電致電阻效應(yīng)的解釋方面的工作,表明漂移擴散模型普遍適用于電荷動力學(xué)過程的模擬。通過密度泛函理論計算,對于基于鐵電材料的極化金屬開展了細(xì)致的研究,得出了幾個有重要實際意義的結(jié)果。本論文的主要內(nèi)容如下:1.對鐵電材料表面電勢的研究,是最近發(fā)展的一種非接觸式的研究方法,對于鐵電狀態(tài)的非接觸、非破壞性讀取,在存儲領(lǐng)域有著巨大的前景。通過引入合適的假設(shè),我們發(fā)展了鐵電材料表面電荷動力學(xué)理論,解釋了鐵電材料表面電勢的衰減,以及光照(光子能量超過材料帶隙)之后表面電勢的恢復(fù)行為;也模擬了不同疇尺寸和不同疇間距對表面電勢的演化的影響。模擬結(jié)果與實驗結(jié)果有很好的符合,印證了表面電勢的電荷動力學(xué)理論。2.對于在光場下、溫度相關(guān)、有氧缺陷的SrTiO_3基片中發(fā)現(xiàn)的電致電阻特性,我們建立了氧空位作為帶電離子參與導(dǎo)電過程的模型,用漂移擴散模型模擬了不同條件下的電致電阻行為。研究表明,氧空位作為慢速離子參與導(dǎo)電過程,其作用是在外電場下的重新分布會引起顯著的場效應(yīng),使得外場的效果降低或增強,從而表現(xiàn)出電致電阻現(xiàn)象。3.我們應(yīng)用密度泛函理論計算了基于孤對電子鐵電材料的PbTi_(0.875)Nb_(0.125)O_3的極化金屬性質(zhì),與實驗結(jié)果相符。又研究了可能的孤對電子鐵電材料SnTiO_3中自由載流子和極化結(jié)構(gòu)共存的機理,以及不同形式的相互作用在鐵電相變中的貢獻(xiàn),并且發(fā)現(xiàn)了摻雜載流子的各向異性屏蔽作用。4.我們采用密度泛函理論計算研究了非孤對電子鐵電材料BaTiO_3中壓應(yīng)力對極化金屬相的影響,發(fā)現(xiàn)壓應(yīng)力有助于提高臨界摻雜濃度,以及極化結(jié)構(gòu)存在的臨界溫度,對其機理的研究,對于獲得實驗上易得的極化金屬材料有重要指導(dǎo)意義。5.我們采用密度泛函理論計算,提出了一種通過多層結(jié)構(gòu)設(shè)計有效獲得極化金屬的途徑,并通過對塊材輸運的計算,指出在極化金屬中存在強各向異性的電導(dǎo)和電子熱導(dǎo),這說明極化金屬在電子開關(guān)等方面的應(yīng)用很有潛力。
【圖文】：

Figure 1.20 Multiferroicity driven by charge ordering. [69]圖 1.20 電荷有序驅(qū)動的多鐵性。[69]特殊的多鐵材料，其多鐵性來自于電荷有序，這類材料多有一小部分屬于 type-II 類多鐵。電荷有序?qū)е碌蔫F電性， 1.20 很容易的解釋。[69] 一個均勻的一維原子鏈，如果荷轉(zhuǎn)移（如不同種類的原子之間形成的化學(xué)鍵），而不存空間上看該電荷有序態(tài)仍然是均勻分布的，稱為“sitece果相鄰原子之間只存在相對位移而不存在電荷轉(zhuǎn)移，盡管化效應(yīng)，但是也不會出現(xiàn)電極化，這稱為“bondcenteredchered charge order 和 bond centered charge order 結(jié)合在一起子都會有一個凈電偶極矩，而且總體上看系統(tǒng)已經(jīng)打破了導(dǎo)致鐵電性的出現(xiàn)。

Figure 2.3 The Monte Carlo simulation results.圖 2.3 蒙特卡洛模擬結(jié)果。3 中，上圖表示表面電勢的變化趨勢，下圖表示電荷分布的示初始狀態(tài)，藍(lán)線表示衰減一段時間后的狀態(tài)，紅線表示出，，模擬的表面電勢在變化趨勢上與我們對實驗結(jié)果的分析洛模擬在這里有兩個缺點：一方面不能模擬載流子的復(fù)合較少，不能找到其變化規(guī)律�？朔厦嫣岬降膬蓚�缺點，我們建立了更完善的表面電荷時漂移擴散模型 [92, 93] 去模擬表面電勢隨著時間的演化之后，甚至能求得表面電勢差的解析解。我們改進了文，如圖 2.4 所示，假設(shè)等寬的鐵電疇區(qū)沿 y 軸方向無限延 x 方向，z 軸垂直于薄膜表面，極化方向沿著 z 軸，且相
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 苑春莉;范世良;柴天昱;朱玉芳;謝元華;朱彤;;大氣擴散模型的研究進展[J];節(jié)能;2016年10期

2 周彤璞;陳國慶;;基于高斯煙羽擴散模型的成都市空氣質(zhì)量的研究[J];綠色科技;2017年02期

3 樂志東;蒯琳萍;;應(yīng)用溶解擴散模型預(yù)測鈷的滲透行為[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2014年11期

4 韓彥坤;;輔導(dǎo)員深度輔導(dǎo)的一維擴散模型研究——基于微博新媒介視角[J];學(xué)理論;2013年32期

5 毛熙彥;蒙吉軍;康玉芳;;信息擴散模型在自然災(zāi)害綜合風(fēng)險評估中的應(yīng)用與擴展[J];北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年03期

6 王一鳴;;吸附-擴散模型應(yīng)用研究[J];化工技術(shù)與開發(fā);2012年05期

7 郭宇彬;許振良;姬朝青;;吸附-擴散模型與溶解-擴散模型及其修正模型的相互關(guān)系[J];膜科學(xué)與技術(shù);2010年02期

8 吳陽可;林迎星;;技術(shù)擴散模型研究綜述[J];科技管理研究;2009年06期

9 劉慶林;基于網(wǎng)絡(luò)外部性的產(chǎn)品擴散模型分析[J];中國工業(yè)經(jīng)濟;2004年04期

10 錢曉松;亞式期權(quán)在跳擴散模型中的定價[J];同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 董景榮;吳燕燕;陳宇科;;基于蟻群算法的重復(fù)購買多代創(chuàng)新擴散模型及其實證研究[A];第十二屆中國管理科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

2 艾興政;唐小我;;兩種產(chǎn)品競爭與擴散模型的補充研究[A];全國青年管理科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)論文集第5卷[C];1999年

3 胡姝慧;王萍;張曙光;;跳擴散模型下靜、動態(tài)資產(chǎn)優(yōu)化配置的等價問題[A];第十屆中國管理科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

4 陳步寧;;間歇吸附過程的孔隙-表面擴散模型[A];新世紀(jì) 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

5 徐朝陽;;技術(shù)擴散模型中的發(fā)展中國家最優(yōu)專利保護[A];經(jīng)濟學(xué)（季刊）第9卷第2期[C];2010年

6 蓋印;黨延忠;;問題驅(qū)動的隱性知識擴散模型及應(yīng)用研究[A];中國系統(tǒng)工程學(xué)會第十八屆學(xué)術(shù)年會論文集——A12系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程理論在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[C];2014年

7 馮安;蒲應(yīng)欽;胡知能;;免費商品贈送對衍生產(chǎn)品擴散的影響[A];中國運籌學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

8 薛朝改;高n

本文編號：2592499