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外延压应变对BaTiO3铁电体抗辐射性能影响的分子动力学研究

王玉珍 马颖 周益春

外延压应变对BaTiO3铁电体抗辐射性能影响的分子动力学研究

王玉珍, 马颖, 周益春
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  • 采用基于壳模型的分子动力学模拟方法, 研究了存在外延压应变时BaTiO3铁电体的辐射位移效应, 以O原子作为初冲原子(primary knock-on atom, PKA), 能量为1 keV, 方向为[001], 分别计算了外延压应变为0, 0.4%, 0.8%, 1.2%, 1.6%, 2.0%时体系的缺陷数量、分布, 以及辐射前后的极化强度, 比较了压应变为2%以及无应变下损伤区域、缺陷离位距离和反向外电场下PKA的迁移距离. 结果表明, 随外延压应变增加体系极化近似线性增加, 辐射后极化降低幅度降低、缺陷产生的数量有所减小, 2% 压应变存在时缺陷原子的离位距离、PKA在反向外电场作用下的迁移距离和损伤区域都小于无应变的情况, 说明外延压应变的存在对辐射造成的晶格损伤具有抑制作用, 对辐射损伤具有改善作用, 可以通过引入外延压应变来调控BaTiO3的辐射损伤.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11172257)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-06-06
  • 修回日期:  2014-08-14
  • 刊出日期:  2014-12-05

外延压应变对BaTiO3铁电体抗辐射性能影响的分子动力学研究

  • 1. 湘潭大学材料科学与工程学院, 湘潭 411105;
  • 2. 低维材料及其应用技术教育部重点实验室, 湘潭 411105
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11172257)资助的课题.

摘要: 采用基于壳模型的分子动力学模拟方法, 研究了存在外延压应变时BaTiO3铁电体的辐射位移效应, 以O原子作为初冲原子(primary knock-on atom, PKA), 能量为1 keV, 方向为[001], 分别计算了外延压应变为0, 0.4%, 0.8%, 1.2%, 1.6%, 2.0%时体系的缺陷数量、分布, 以及辐射前后的极化强度, 比较了压应变为2%以及无应变下损伤区域、缺陷离位距离和反向外电场下PKA的迁移距离. 结果表明, 随外延压应变增加体系极化近似线性增加, 辐射后极化降低幅度降低、缺陷产生的数量有所减小, 2% 压应变存在时缺陷原子的离位距离、PKA在反向外电场作用下的迁移距离和损伤区域都小于无应变的情况, 说明外延压应变的存在对辐射造成的晶格损伤具有抑制作用, 对辐射损伤具有改善作用, 可以通过引入外延压应变来调控BaTiO3的辐射损伤.

English Abstract

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