界面影响BFO铁电薄膜极化翻转行为的原位电学研究

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作者 陈潇忻 刘中然 +2 位作者 李柱 李吉学 田鹤 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期627-634,共8页

铁电薄膜在高密度存储器等微型功能器件具有巨大的应用前景,在外场下研究铁电薄膜极化翻转机制具有重要意义。本文用原位透射电镜技术对BFO薄膜电容器的铁电极化翻转动态行为及界面因素进行了研究。原位结果观察到“面内层状”与典型“... 铁电薄膜在高密度存储器等微型功能器件具有巨大的应用前景,在外场下研究铁电薄膜极化翻转机制具有重要意义。本文用原位透射电镜技术对BFO薄膜电容器的铁电极化翻转动态行为及界面因素进行了研究。原位结果观察到“面内层状”与典型“成核生长”两种铁电极化翻转模式;HAADF高分辨与高斯拟合分析结果表明界面几何构型的影响作用,界面几何曲率的不同导致局部电荷密度不同,并进一步影响局部内建电场和成核势垒,使得铁电极化翻转呈现不同的行为模式。本研究为调控铁电成核与翻转方式以及器件界面设计提供了新的见解和参考。 展开更多

关键词 铁电薄膜 极化翻转 原位透射电镜 BFO

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铁酸铋薄膜柔性化微纳制造及铁电性能

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作者 乔骁骏 李雅青 丑修建 《半导体技术》 北大核心 2024年第2期138-142,共5页

研究了铁酸铋薄膜的柔性化可控制造方法及其电畴调控动态。利用脉冲激光沉积法制备了周期性畴结构的铁酸铋薄膜,结合可控剥离技术,完成了铁酸铋薄膜从刚性基底到柔性基底的制备过程。利用原子力显微镜和压电力显微镜技术对柔性化铁酸铋... 研究了铁酸铋薄膜的柔性化可控制造方法及其电畴调控动态。利用脉冲激光沉积法制备了周期性畴结构的铁酸铋薄膜,结合可控剥离技术,完成了铁酸铋薄膜从刚性基底到柔性基底的制备过程。利用原子力显微镜和压电力显微镜技术对柔性化铁酸铋薄膜的微观形貌和铁电特性进行表征。结果表明,柔性化后的铁酸铋薄膜保持完整的表面形貌特征(粗糙度保持不变),电畴反转特性保持可调,且保持良好的铁电特性及电畴反转响应。该研究为铁酸铋薄膜的柔性化制备提供了一种新思路。 展开更多

关键词 铁电薄膜 柔性 铁酸铋 极化 电畴反转

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铁电畴反转机理的研究 被引量：6

3

作者 于建 倪文俊 +3 位作者 赵玉强 李世忱 陈云琳 宋峰 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期122-125,共4页

从铁电畴极化反转的动力学出发 ,针对铁电畴反转过程中的新畴成核和畴壁运动两个过程 ,对用外加极化电场实现铁电畴反转的机理进行了理论分析研究 ,并就低电场和高电场两种条件下的开关时间进行了实验验证。结果表明 ,实验值与模型计算... 从铁电畴极化反转的动力学出发 ,针对铁电畴反转过程中的新畴成核和畴壁运动两个过程 ,对用外加极化电场实现铁电畴反转的机理进行了理论分析研究 ,并就低电场和高电场两种条件下的开关时间进行了实验验证。结果表明 ,实验值与模型计算值吻合较好。 展开更多

关键词 铁电畴反转 极化电场 铌酸锂晶体 铁电体

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铁电阴极电子发射机理研究 被引量：2

4

作者 向飞 常安碧 +1 位作者 闫二艳 张永辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期42-44,共3页

通过铁电阴极二极管电子发射试验分析讨论了发射前后材料的X射线衍射和发射的微观机理 ,指出铁电极发射是出于材料在高电场作用下的极化反转 ,发射电流密度与触发电场满足幂指数关系 ,其幂指数等于 1 1。

关键词 铁电阴极 极化反转 铁电畴

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准同型相界组分PMNT弛豫铁电单晶的畴结构与极化特性 被引量：5

5

作者 张绍锋 李强 杨子 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期411-415,共5页

采用坩埚下降法生长了具有准同型相界(MPB)组分的65Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-35PbTiO3(PMNT65/35)弛豫铁电单晶。用偏光显微镜研究了(001)、(110)和(111)三个结晶学取向的铁电畴结构,观察到明暗交替的变化。通过对极化前后电畴形状的比较,分析... 采用坩埚下降法生长了具有准同型相界(MPB)组分的65Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-35PbTiO3(PMNT65/35)弛豫铁电单晶。用偏光显微镜研究了(001)、(110)和(111)三个结晶学取向的铁电畴结构,观察到明暗交替的变化。通过对极化前后电畴形状的比较,分析了极化前后铁电畴形态的变化原因。晶片极化条件为:600V/mm的电场并保持10～15min。研究了极化介质不同对极化后晶片压电性能的影响。 展开更多

关键词 PMNT单晶 弛豫铁电体 电畴结构 极化

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铁电体触发赝火花开关实验研究 被引量：3

6

作者 丁恩燕 李爱萍 +3 位作者 范植开 金晓 杨周炳 高凤琴 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2008年第4期73-76,共4页

本文阐述了铁电体触发开关的工作原理,进行了铁电体触发开关的实验研究。得出了气压与开关导通时间和延时的关系,并对此实验结果进行了分析。在开关间距为3mm、真空度为2.5Pa、阴极腔的深度为19mm、小孔直径为4mm的条件下测得开关的抖... 本文阐述了铁电体触发开关的工作原理,进行了铁电体触发开关的实验研究。得出了气压与开关导通时间和延时的关系,并对此实验结果进行了分析。在开关间距为3mm、真空度为2.5Pa、阴极腔的深度为19mm、小孔直径为4mm的条件下测得开关的抖动小于3ns。实验结果表明触发电压的高低对开关抖动的影响很大,随着触发电压的升高开关的抖动越来越小。当触发电压达到6kV左右时,开关的抖动小于1ns。 展开更多

关键词 赝火花开关 空心阴极 铁电体触发极

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描述铁电介质慢极化过程的等效电路 被引量：2

7

作者 陈敏 李智强 +1 位作者 沈文彬 李景德 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期521-525,共5页

给出快效应和慢效应的等效电路,并对ＴＧＳ单晶的脉冲极化反转实验结果进行了定量计算和定性分析．计算结果与实验结果符合得很好．该等效电路方法也可用于分析铁电发射的基本物理过程．

关键词 铁电介质 等效电路 慢极化效应 极化反转 铁电发射 硫酸三甘氨酸 脉冲反转 电流发生器

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铁电阴极二极管电子发射研究 被引量：2

8

作者 向飞 常安碧 +2 位作者 张永辉 闫二艳 安海狮 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期54-56,共3页

讨论了阴极发射能力与极化电场之间关系 ,一般情况为指数 =3的幂指数关系 ,极化电场达到 1.6kV/mm时 ,发射电流受空间电荷限制 ,服从修正后的空间电荷限制定律 ;当极化电场 <2kV/mm时 ,发射电子的初始能量可达18.2keV ;

关键词 铁电阴极 极化反转 空间电荷

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二维铁电开关的Orihara-Ishibashi理论的精确解 被引量：3

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作者 周青春 徐荣青 王茂祥 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期107-110,共4页

将Orihara Ishibashi铁电体统计理论用于二维正方形铁电薄膜 ,求出正方形铁电畴反转过程的体积比Q(t)和反转速率dQ/dt的解析表达式 ,并作了数值计算。结果表明 ,最大开关电流随系统尺寸l增大而上升 ,开关时间在系统尺寸l<0 .95时随l... 将Orihara Ishibashi铁电体统计理论用于二维正方形铁电薄膜 ,求出正方形铁电畴反转过程的体积比Q(t)和反转速率dQ/dt的解析表达式 ,并作了数值计算。结果表明 ,最大开关电流随系统尺寸l增大而上升 ,开关时间在系统尺寸l<0 .95时随l减小而下降 ,l>0 . 展开更多

关键词 二维铁电开关 Lrihara-Ishibashi理论 精确解 铁电薄膜 开关电流 畴

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铁电陶瓷PZT53复杂力电耦合行为的实验研究 被引量：6

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作者 万强 陈常青 沈亚鹏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期413-420,共8页

通过实验研究了平行和垂直于极化方向的正应力对铁电陶瓷锆钛酸铅(PZT53)的电滞回线(E3-P3)和电致应变曲线(E-ε)的影响.实验发现平行于极化方向的压应力对PZT53陶瓷的电滞回线、电致应变曲线形状以及矫顽场大小都有明显的影响,但是垂... 通过实验研究了平行和垂直于极化方向的正应力对铁电陶瓷锆钛酸铅(PZT53)的电滞回线(E3-P3)和电致应变曲线(E-ε)的影响.实验发现平行于极化方向的压应力对PZT53陶瓷的电滞回线、电致应变曲线形状以及矫顽场大小都有明显的影响,但是垂直于极化方向的拉、压应力只对PZT53陶瓷的电致应变曲线形状有明显的影响,但对电滞回线形状和矫顽场大小都没有显著影响.采用畴翻转的模型详细解释了观察到的实验现象,所得结果为建立铁电陶瓷的多轴力、电耦合本构模型,提供了物理基础. 展开更多

关键词 铁电陶瓷 复杂力电载荷 力电耦合本构 畴翻转 矫顽场

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畴反转结构片状集成4×4电光开关的设计与仿真 被引量：3

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作者 卢智勇 万玲玉 超亮芳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期794-799,共6页

基于铁电体畴反转结构的电光偏转特性,设计了一种片状集成的4×4电光开关,其由四个结构相同的半抛物和四个抛物形微小偏转器集成构成.通过优化抛物形偏转器结构,给出了电光开关的设计参量,电光开关性能通过光束传播法进行仿真模拟,... 基于铁电体畴反转结构的电光偏转特性,设计了一种片状集成的4×4电光开关,其由四个结构相同的半抛物和四个抛物形微小偏转器集成构成.通过优化抛物形偏转器结构,给出了电光开关的设计参量,电光开关性能通过光束传播法进行仿真模拟,仿真结果表明该开关切实可行.实际应用中,系统误差可以通过电场调节补偿,使光路准确交换.该片状电光开关的整体尺寸为48mm×2.2mm×0.5mm(长×宽×高),最大使用电场约13.73V/μm,适用于高速交换的光互连系统. 展开更多

关键词 集成光学 光开关 电光偏转 畴反转 光束传播法

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铌酸锂晶体铁电畴电极化反转结构的ESEM观察 被引量：1

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作者 姚琲 李春艳 +3 位作者 张长亮 薛涛 桑梅 王慧 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期120-123,共4页

采用电脉冲极化方法制作出周期性反转电畴微结构。利用热腐蚀法制备出用于环境扫描电镜 (ESEM)研究反转电畴结构的样品。通过ESEM的观察与分析,在光栅电极下方,铁电畴发生了极化反转,反转区域在Y方向上有所扩展,在Z方向逐渐变窄,没能贯... 采用电脉冲极化方法制作出周期性反转电畴微结构。利用热腐蚀法制备出用于环境扫描电镜 (ESEM)研究反转电畴结构的样品。通过ESEM的观察与分析,在光栅电极下方,铁电畴发生了极化反转,反转区域在Y方向上有所扩展,在Z方向逐渐变窄,没能贯穿整个晶片。通过控制光栅电极的纵宽比和电压脉冲的参数,可以在晶片的表面或一定深度得到占空比为 1∶1的正、负铁电畴交替排列的结构,达到准相位配的目的。观测到竹叶状二次电子图像衬度,它是由制样过程中局部产生应力造成的,这说明利用ESEM可以研究压电材料中的电荷分布。 展开更多

关键词 铁电畴 贯穿 铌酸锂晶体 电荷分布 电极化 极化反转 二次电子 晶片 光栅 子图像

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高应变率下多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷的非线性力学行为 被引量：2

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作者 李成华 蒋招绣 +2 位作者 王贝壳 张振 王永刚 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期707-715,共9页

采用添加造孔剂的方法制备了4种不同孔隙率的未极化PZT95/5铁电陶瓷。采用基于超高速相机与数字图像相关性方法的试样全场应变测量技术以及分离式霍普金森压杆(SHPB)技术,对多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷进行高应变率单轴压缩实验研究。全... 采用添加造孔剂的方法制备了4种不同孔隙率的未极化PZT95/5铁电陶瓷。采用基于超高速相机与数字图像相关性方法的试样全场应变测量技术以及分离式霍普金森压杆(SHPB)技术,对多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷进行高应变率单轴压缩实验研究。全场应变测量结果显示:轴向应变仅在试样中部分布较均匀,将该区域的平均应变作为应力-应变关系中的试样应变测量值较为合理,而由SHPB原理计算的试样应变值明显偏大,需要摒弃或修正传统的SHPB数据处理方法。通过波形整形技术实现了恒应变率加载,弱化了径向惯性效应的影响,揭示出多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷的压缩强度具有显著的应变率效应。通过分析试样轴向应变和径向应变随着加载应力的变化,阐明多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷的非线性变形行为的物理机制是畴变和相变共同作用,并发现畴变临界应力和相变临界应力都随着应变率升高而增大。保持加载应变率不变,讨论了孔隙率对多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷动态力学行为的影响,发现随着孔隙率的升高,动态压缩强度呈非线性衰减,而畴变临界应力和相变临界应力则基本呈线性衰减。 展开更多

关键词 铁电陶瓷 高应变率 孔隙率 畴变 相变

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铁电单晶材料力电耦合性能模型 被引量：2

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作者 贺岩松 范镜泓 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期78-80,共3页

铁电材料是一类典型的非线性材料。作者借助晶体塑性理论的方法 ,采用铁电畴结构的非完全连续反转模式 ,考虑畴壁移动的能量耗散与外力做功及内能变化的平衡关系 ,建立起单晶铁电材料的电畴反转模型 ,以期作为确立多晶铁电陶瓷本构关系... 铁电材料是一类典型的非线性材料。作者借助晶体塑性理论的方法 ,采用铁电畴结构的非完全连续反转模式 ,考虑畴壁移动的能量耗散与外力做功及内能变化的平衡关系 ,建立起单晶铁电材料的电畴反转模型 ,以期作为确立多晶铁电陶瓷本构关系的基础。计算结果表明该模型能较好地描述铁电单晶地非线性力电耦合行为。 展开更多

关键词 铁电材料 电畴反转 本构方程 迟滞现象 力电耦合性能模型

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强流铁电阴极二极管电子发射过程研究 被引量：1

15

作者 向飞 常安碧 张永辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期40-41,共2页

讨论了铁电阴极二极管的发射过程 ,指出在铁电阴极的发射过程中 ,极化反转发射、场致发射、等离子体爆炸发射都可能存在 ,这取决于触发脉冲的极性与大小。不管属于那一种发射方式 。

关键词 强流铁电阴极二极管 电子发射过程 场致发射 触发脉冲 电子束

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由上下电极覆盖的铁电薄膜中最小180度电畴尺寸 被引量：1

16

作者 陈永秋 刘玉岚 王彪 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第8期899-903,共5页

在较低的电压下,铁电畴发生反转的性能对于研发高密度铁电存储器是至关重要的.为了实现高密度存储,铁电畴必须做得愈小愈好.然而,当外加电场撤去后,很小的铁电畴是不稳定的,会发生缩小,直致消失,导致存储的信息消失.为解决此问题,发展... 在较低的电压下,铁电畴发生反转的性能对于研发高密度铁电存储器是至关重要的.为了实现高密度存储,铁电畴必须做得愈小愈好.然而,当外加电场撤去后,很小的铁电畴是不稳定的,会发生缩小,直致消失,导致存储的信息消失.为解决此问题,发展了一种通用的方法用于决定避免反向反转的铁电畴的尺寸.做为一个例子,确定了由上下电极覆盖的铁电薄膜中最小180度电畴尺寸.该研究可以用于许多相似的问题. 展开更多

关键词 铁电膜 180度铁电畴 稳定分析 反向反转

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铁电阴极电子发射的动态特性分析 被引量：1

17

作者 蔡雪梅 周应华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期345-347,374,共4页

主要研究了铁电阴极电子发射的动态特性,通过对收集到的激励电压和发射电流波形进行幅频特性和相频特性分析,得到电子发射的敏感频率区域为0.65～2 MHz。运用电子发射的极化反转机理,在以上动态特性分析结果的基础上,研究电子发射与极... 主要研究了铁电阴极电子发射的动态特性,通过对收集到的激励电压和发射电流波形进行幅频特性和相频特性分析,得到电子发射的敏感频率区域为0.65～2 MHz。运用电子发射的极化反转机理,在以上动态特性分析结果的基础上,研究电子发射与极化之间存在的关系,得出转向极化对电子发射的贡献大,热离子极化对电子发射贡献小的结论。在以上结果基础上提出提高电子发射的两种途径:一是通过掺杂增加自由离子浓度,以提高热离子极化,从而提高电子发射;二是改进激励源的设计,使输出电压的频谱包含更多对电子发射频率敏感的成分。 展开更多

关键词 铁电阴极 转向极化 热离子极化 动态特性

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铁电材料的极化疲劳:基本机理和最新进展(英文) 被引量：3

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作者 娄晓杰 《中国材料进展》 CAS CSCD 2013年第6期362-368,共7页

简要回顾了铁电材料中极化疲劳现象的基本机理和最新进展。详细地介绍了作者和其合作者最近创立的LPD-SICI模型(LPD-SICI是指极化翻转引起的电荷注入导致的局域相分离)。LPD-SICI模型认为导致铁电材料中极化疲劳的主要原因是:在极化翻... 简要回顾了铁电材料中极化疲劳现象的基本机理和最新进展。详细地介绍了作者和其合作者最近创立的LPD-SICI模型(LPD-SICI是指极化翻转引起的电荷注入导致的局域相分离)。LPD-SICI模型认为导致铁电材料中极化疲劳的主要原因是:在极化翻转早期形成的针状畴顶端的非屏蔽束缚电荷在电极-薄膜界面处会导致强烈的电荷注入(主要是电子),引起局域的焦耳热,最后在畴成核位置引发局域相分离。通过回顾过去几年在铁电材料电学极化疲劳方面实验研究的最新进展,得出LPD-SICI模型与过去三年中文献上发表的大多数实验观测相一致,并可以解释这些现象的起因。因此,极化翻转导致的局域相分离可能是各种类型铁电材料极化疲劳的共同起因。 展开更多

关键词 极化疲劳 铁电材料 极化翻转 尺寸效应 相分离

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固态电介质的物理特性及其应用前景 被引量：2

19

作者 任清褒 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期917-921,共5页

本文综述了固态电介质的特征、极化的基本过程、极化弛豫过程中的表征及其各种物理特性和相关的技术应用 ,介绍了固态电介质介电特性研究的最新进展 ,明确指出开发性能优异的铁电器件关键在于设法获得具有高介电特性、低损耗。

关键词 固态电介质 物理特性 稳定性 抗疲劳性 绝缘材料

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外加电场作用下层状铁电多晶材料板的模拟 被引量：1

20

作者 张颖 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期396-402,共7页

建立了一个模拟在外加电场作用下的层状铁电多晶板的模型．该模型认为铁电材料的能量密度函数是变形和电位移的非凸函数以及引入了畴变对材料行为的影响．为了满足各晶粒间的运动学约束及电位移场的连续性条件，模型认为每个晶粒具有某... 建立了一个模拟在外加电场作用下的层状铁电多晶板的模型．该模型认为铁电材料的能量密度函数是变形和电位移的非凸函数以及引入了畴变对材料行为的影响．为了满足各晶粒间的运动学约束及电位移场的连续性条件，模型认为每个晶粒具有某种混合构形．通过常应力和常电场强度假设及利用加载过程中须满足的连续性条件，该模型将求解板对外加电场的响应问题转化为求解各晶粒中的应力及各晶界上的电位势的代数方程组的问题．同时，该模型利用两电畴的Ｇｉｂｂｓ自由能之差作为畴变的方向的判据，由要求板的Ｇｉｂｂｓ函数最小来确定畴变量的大小． 展开更多

关键词 畸变 电场 铁电多晶材料板 铁电材料 模拟

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