【摘要】：鐵電材料內(nèi)存在著按電疇分布的自發(fā)極化,相鄰兩個(gè)電疇之間是一層很薄的極化過(guò)渡區(qū)域,稱(chēng)為疇壁。疇壁只有幾層原子厚度,對(duì)其更為細(xì)致的研究受到了表征技術(shù)的限制,目前還缺少對(duì)疇壁微觀動(dòng)態(tài)特性的研究手段。在本文中,我們嘗試將表面生長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)度方法引入鐵電疇壁的研究中,通過(guò)將鐵電疇壁視作彈性界面,對(duì)此界面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中形貌的演變進(jìn)行宏觀統(tǒng)計(jì),來(lái)確定疇壁生長(zhǎng)符合的普適模型,再將普適模型的特點(diǎn)代入到鐵電材料體系中,幫助我們理解反轉(zhuǎn)成核、疇壁擴(kuò)張等微觀過(guò)程。本文中我們研究了典型鐵電材料鈮酸鋰和鐵酸鉍薄膜內(nèi)電疇生長(zhǎng)過(guò)程中疇壁形狀的演變規(guī)律,主要內(nèi)容有以下兩個(gè)部分:一、基于掃描探針顯微鏡平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套控制和記錄疇壁生長(zhǎng)的方法,利用此方法觀察疇壁的演變規(guī)律,然后利用標(biāo)度方法分析疇壁生長(zhǎng)的粗化過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定了疇壁生長(zhǎng)的粗糙度指數(shù)α=1.48、生長(zhǎng)指數(shù)β=0.37和動(dòng)態(tài)指數(shù)z=4,指出此系統(tǒng)的生長(zhǎng)服從于一維分子束外延模型,說(shuō)明疇壁移動(dòng)過(guò)程中的成核概率與疇壁形貌密切相關(guān),成核中心更容易在負(fù)值曲率半徑處形成;二、優(yōu)化了低溫壓電力顯微鏡的成像效果,利用此平臺(tái)研究了疇壁在外場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)速度與溫度的依賴(lài)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明針尖電場(chǎng)作用下的疇壁運(yùn)動(dòng)屬于缺陷擾動(dòng)下的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng),得到了290 K、40 K和10 K溫度下此運(yùn)動(dòng)的激活場(chǎng)分別為2.30±0.05 MV/cm,2.80±0.05 MV/cm和4.70±0.10 MV/cm,進(jìn)而驗(yàn)證了理論預(yù)期中蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)對(duì)溫度的強(qiáng)依賴(lài)特性,說(shuō)明鐵電極化反轉(zhuǎn)過(guò)程中熱擾動(dòng)具有重要影響。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TB34;O313
【圖文】：

鐵電材料的電滯回線示意圖

鐵電雙勢(shì)阱示意圖

PZT樣品內(nèi)鐵電疇結(jié)構(gòu)的透射電鏡掃描圖

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