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相场模拟应变调控PbZr(1-x)TixO3薄膜微观畴结构和宏观铁电

刘迪 王静 王俊升 黄厚兵

相场模拟应变调控PbZr(1-x)TixO3薄膜微观畴结构和宏观铁电

刘迪, 王静, 王俊升, 黄厚兵, 等
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-28

相场模拟应变调控PbZr(1-x)TixO3薄膜微观畴结构和宏观铁电

  • 北京理工大学
    基金项目: 国家级-国家重点基础研究发展计划(2019YFA0307900)

摘要: 外延生长铁电薄膜中基底失配应变能够调控微观铁电畴结构和宏观铁电性能。本文选择了三种相结构(四方相、四方和菱方混合相、菱方相)PbZr(1-x) TixO3 (x=0.8, 0.48, 0.2) 铁电薄膜,利用相场模拟研究了在不同基底失配应变(εsub)作用下,三种成分铁电薄膜中微观畴结构的演化以及宏观极化-电场回线。随着应变从-1.0%变化到1.0%,三种相结构铁电薄膜的矫顽场、饱和极化值和剩余极化值全都降低,其中PbZr(1-x) TixO3 (x=0.48)薄膜的饱和极化值和剩余极化值比另外两种薄膜降低更快。模拟结果表明拉应变能提高铁电薄膜储能效率,其中准同型相界处应变提升储能效率最快。本工作揭示了应变对PbZr(1-x) TixO3铁电薄膜中畴结构、电滞回线以及储能等方面的影响,为铁电功能薄膜材料的实验设计提供了理论基础。

English Abstract

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