搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

La, Nb共掺杂BiFeO3薄膜中的光致应变效应及应力调控

徐悦 张泽宇 金钻明 潘群峰 林贤 马国宏 程振祥

引用本文:
Citation:

La, Nb共掺杂BiFeO3薄膜中的光致应变效应及应力调控

徐悦, 张泽宇, 金钻明, 潘群峰, 林贤, 马国宏, 程振祥

Transient photostriction and strain modulation in La, Nb-codoped BiFeO3 thin films

Xu Yue, Zhang Ze-Yu, Jin Zuan-Ming, Pan Qun-Feng, Lin Xian, Ma Guo-Hong, Cheng Zhen-Xiang
PDF
导出引用
  • 本文利用反射式飞秒抽运-探测技术,系统研究了飞秒激光诱导La和Nb共掺杂的铁酸铋(Bi0.8La0.2Fe0.99Nb0.01O3)薄膜中纵向声学声子的动力学过程,声学声子的产生源于光致应变效应. 实验发现不同的衬底(ZrO2和PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3)可以调制外延生长的Bi0.8La0.2Fe0.99Nb0.01O3薄膜的面外弹性系数C. 此外,通过对压电晶体衬底PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3外加电压,实现了对薄膜应力的调制.
    Coherent longitudinal acoustic phonons in Bi0.8La0.2Fe0.99Nb0.01O3 (BLFNO) films are photo-induced and detected by the femtosecond time-resolved reflectance spectroscopy. The generation mechanism of coherent longitudinal acoustic phonons is attributed to the transient photostriction effect. The strain modulation of the out-of-plane elastic properties C is realized in BLFNO films deposited on different substrates (ZrO2 and PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3). Strain modulation of the thin film is demonstrated by applying an electromotive force on the piezoelectric substrate PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11174195)和高等学校博士点专项科研基金(博导类)(批准号:20123018110003)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11174195), and the Ph.D. Programs Foundation of Ministry of Education of China (Grant No. 20123108110003).
    [1]

    Kimura T, Goto T, Shintani H, Ishizaka K, Arima T, Tokura Y 2003 Nature 426 55

    [2]

    Lottermoser A T, Lonkai T, Amann U, Hohlwein D, Ihringer J, Fiebig M 2004 Nature 430 541

    [3]

    Eerenstein W, Mathur N D, Scott J F 2006 Nature 442 759

    [4]

    Astrov D N 1960 Sov. Phys. JETP 11 708

    [5]

    Wang J, Neaton J B, Zheng H, Nagarajan V, Ogale S B, Liu B, Viehland D, Vaithyanathan V, Schlom D G, Waghmare U V, Spaldin N A, Rabe K M, Wuttig M, Ramesh R 2003 Science 299 1719

    [6]

    Rana D S, Kawayama I, Mavani K, Takahashi K, Murakami H, Tonouchi M 2009 Adv. Mater. 21 2881

    [7]

    Talbayev D, Lee S, Cheong S W, Taylor A J 2008 Appl. Phys. Lett. 93 212906

    [8]

    Jin Z M, Xu Y, Zhang Z B, Lin X, Ma G H, Cheng Z X, Wang X L 2012 Appl. Phys. Lett. 101 242902

    [9]

    Jin Z M, Guo F Y, Ma H, Wang L H, Ma G H, Chen J Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 087803 (in Chinese)[金钻明, 郭飞云, 马红, 王立华, 马国宏, 陈建中 2011 物理学报 60 087803]

    [10]

    Xu Y, Jin Z M, Li G F, Zhang Z B, Lin X, Ma G H, Cheng Z X 2012 Acta Phys. Sin. 61 177802 (in Chinese)[徐悦, 金钻明, 李高芳, 张郑兵, 林贤, 马国宏, 程振祥 2012 物理学报 61 177802]

    [11]

    Zhang Z B, Ma X B, Jin Z M, Ma G H, Yang J B 2012 Acta Phys. Sin. 61 097401 (in Chinese)[张郑兵, 马小柏, 金钻明, 马国宏, 杨金波 2012 物理学报 61 097401]

    [12]

    Xu Y, Jin Z M, Zhang Z B, Zhang Z Y, Lin X, Ma G H, Cheng Z X 2014 Chin. Phys. B 23 044206

    [13]

    Sheu Y M, Trugman S A, Park Y S, Lee S, Yi H T, Cheong S W, Jia Q X, Taylor A J, Prasankumar R P 2012 Appl. Phys. Lett. 100 242904

    [14]

    Ramirez M O, Kumar A, Denev S A, Podraza N J, Xu X S, Rai R C, Chu Y H, Seidel J, Martin L W, Yang S Y, Saiz E, Ihlefeld J F, Lee S, Klug J, S. Cheong W, Bedzyk M J, Auciello O, Schlom D G, Ramesh R, Orenstein J, Musfeldt J L, Gopalan V 2009 Phys. Rev. B 79 224106

    [15]

    Wang H, Zheng Y, Cai M Q, Huang H, Chan H L W 2009 Solid State Commun. 149 641

    [16]

    Sheu Y M, Trugman S A, Park Y S, Lee S, Yi H T, Cheong S W, Jia Q X, Taylor A J, Prasankumar R P 2012 Appl. Phys. Lett. 100 242904

    [17]

    Kundys B, Viret M, Meny C, Costa V Da, Colson D, Doudin B 2012 Phys. Rev. B 85 092301

    [18]

    Cheng Z X, Wang X, Dou S, Kimura H, Ozawa D 2008 Phys. Rev. B 77 092101

    [19]

    Yokota H, Haumont R, Kiat J M, Matsuura H, Uesu Y 2009 Appl. Phys. Lett. 95 082904

    [20]

    Chen L Y, Yang J C, Luo C W, Laing C W, Wu K H, Lin J Y, Uen T M, Juang J Y, Chu Y H, Kobayashi T 2012 Appl. Phys. Lett. 101 041902

    [21]

    Ruello P, Pezeril T, Avanesyan S, Vaudel G, Gusev V, Infante I C, Dkhil B 2012 Appl. Phys. Lett. 100 212906

    [22]

    Gaur A, Singh P, Choudhary N, Kumar D, Shariq M, Singh K, Kaur N, Kaur D 2011 Physica B 406 1877

    [23]

    Pace N G, Saunders G A 1971 J. Phys. Chem. Solids 32 1585

    [24]

    Thiele C, Dörr K, Fähler S, Schultz L, Meyer D C, Levin A A, Paufler P 2005 Appl. Phys. Lett. 87 262502

    [25]

    Eerenstein W, Wiora M, Prieto J L, Scott J F, Mathur N D 2007 Nature Mater. 6 348

    [26]

    Rata A D, Herklotz A, Nenkov K, Schultz L, Dörr K 2008 Phys. Rev. Lett. 100 076401

  • [1]

    Kimura T, Goto T, Shintani H, Ishizaka K, Arima T, Tokura Y 2003 Nature 426 55

    [2]

    Lottermoser A T, Lonkai T, Amann U, Hohlwein D, Ihringer J, Fiebig M 2004 Nature 430 541

    [3]

    Eerenstein W, Mathur N D, Scott J F 2006 Nature 442 759

    [4]

    Astrov D N 1960 Sov. Phys. JETP 11 708

    [5]

    Wang J, Neaton J B, Zheng H, Nagarajan V, Ogale S B, Liu B, Viehland D, Vaithyanathan V, Schlom D G, Waghmare U V, Spaldin N A, Rabe K M, Wuttig M, Ramesh R 2003 Science 299 1719

    [6]

    Rana D S, Kawayama I, Mavani K, Takahashi K, Murakami H, Tonouchi M 2009 Adv. Mater. 21 2881

    [7]

    Talbayev D, Lee S, Cheong S W, Taylor A J 2008 Appl. Phys. Lett. 93 212906

    [8]

    Jin Z M, Xu Y, Zhang Z B, Lin X, Ma G H, Cheng Z X, Wang X L 2012 Appl. Phys. Lett. 101 242902

    [9]

    Jin Z M, Guo F Y, Ma H, Wang L H, Ma G H, Chen J Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 087803 (in Chinese)[金钻明, 郭飞云, 马红, 王立华, 马国宏, 陈建中 2011 物理学报 60 087803]

    [10]

    Xu Y, Jin Z M, Li G F, Zhang Z B, Lin X, Ma G H, Cheng Z X 2012 Acta Phys. Sin. 61 177802 (in Chinese)[徐悦, 金钻明, 李高芳, 张郑兵, 林贤, 马国宏, 程振祥 2012 物理学报 61 177802]

    [11]

    Zhang Z B, Ma X B, Jin Z M, Ma G H, Yang J B 2012 Acta Phys. Sin. 61 097401 (in Chinese)[张郑兵, 马小柏, 金钻明, 马国宏, 杨金波 2012 物理学报 61 097401]

    [12]

    Xu Y, Jin Z M, Zhang Z B, Zhang Z Y, Lin X, Ma G H, Cheng Z X 2014 Chin. Phys. B 23 044206

    [13]

    Sheu Y M, Trugman S A, Park Y S, Lee S, Yi H T, Cheong S W, Jia Q X, Taylor A J, Prasankumar R P 2012 Appl. Phys. Lett. 100 242904

    [14]

    Ramirez M O, Kumar A, Denev S A, Podraza N J, Xu X S, Rai R C, Chu Y H, Seidel J, Martin L W, Yang S Y, Saiz E, Ihlefeld J F, Lee S, Klug J, S. Cheong W, Bedzyk M J, Auciello O, Schlom D G, Ramesh R, Orenstein J, Musfeldt J L, Gopalan V 2009 Phys. Rev. B 79 224106

    [15]

    Wang H, Zheng Y, Cai M Q, Huang H, Chan H L W 2009 Solid State Commun. 149 641

    [16]

    Sheu Y M, Trugman S A, Park Y S, Lee S, Yi H T, Cheong S W, Jia Q X, Taylor A J, Prasankumar R P 2012 Appl. Phys. Lett. 100 242904

    [17]

    Kundys B, Viret M, Meny C, Costa V Da, Colson D, Doudin B 2012 Phys. Rev. B 85 092301

    [18]

    Cheng Z X, Wang X, Dou S, Kimura H, Ozawa D 2008 Phys. Rev. B 77 092101

    [19]

    Yokota H, Haumont R, Kiat J M, Matsuura H, Uesu Y 2009 Appl. Phys. Lett. 95 082904

    [20]

    Chen L Y, Yang J C, Luo C W, Laing C W, Wu K H, Lin J Y, Uen T M, Juang J Y, Chu Y H, Kobayashi T 2012 Appl. Phys. Lett. 101 041902

    [21]

    Ruello P, Pezeril T, Avanesyan S, Vaudel G, Gusev V, Infante I C, Dkhil B 2012 Appl. Phys. Lett. 100 212906

    [22]

    Gaur A, Singh P, Choudhary N, Kumar D, Shariq M, Singh K, Kaur N, Kaur D 2011 Physica B 406 1877

    [23]

    Pace N G, Saunders G A 1971 J. Phys. Chem. Solids 32 1585

    [24]

    Thiele C, Dörr K, Fähler S, Schultz L, Meyer D C, Levin A A, Paufler P 2005 Appl. Phys. Lett. 87 262502

    [25]

    Eerenstein W, Wiora M, Prieto J L, Scott J F, Mathur N D 2007 Nature Mater. 6 348

    [26]

    Rata A D, Herklotz A, Nenkov K, Schultz L, Dörr K 2008 Phys. Rev. Lett. 100 076401

  • [1] 胥守振, 谢实梦, 吴丹, 迟子惠, 黄林. 基于声学扫描振镜的超声/光声双模态成像技术. 物理学报, 2022, 71(5): 050701. doi: 10.7498/aps.71.20211394
    [2] 孙海明. 一维螺旋型Se原子链中的Rashba效应和平带性质. 物理学报, 2022, 71(14): 147102. doi: 10.7498/aps.71.20220646
    [3] 胥守振, 黄林, 谢实梦, 迟子惠, 吴丹. 基于声学扫描振镜的超声/光声双模态成像技术. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211394
    [4] 李永宁, 谢逸群, 王音. 二维铁电In2Se3/InSe垂直异质结能带的应力调控. 物理学报, 2021, 70(22): 227701. doi: 10.7498/aps.70.20211158
    [5] 林翠, 白刚, 李卫, 高存法. 外延PbZr0.2Ti0.8O3薄膜负电容的应变调控. 物理学报, 2021, 70(18): 187701. doi: 10.7498/aps.70.20210810
    [6] 张松然, 何代华, 涂华垚, 孙艳, 康亭亭, 戴宁, 褚君浩, 俞国林. HgCdTe薄膜的输运特性及其应力调控. 物理学报, 2020, 69(5): 057301. doi: 10.7498/aps.69.20191330
    [7] 贺子厚, 赵静波, 姚宏, 蒋娟娜, 陈鑫. 基于压电材料的薄膜声学超材料隔声性能研究. 物理学报, 2019, 68(13): 134302. doi: 10.7498/aps.68.20190245
    [8] 贺子厚, 赵静波, 姚宏, 陈鑫. 薄膜底面Helmholtz腔声学超材料的隔声性能. 物理学报, 2019, 68(21): 214302. doi: 10.7498/aps.68.20191131
    [9] 宋蕊, 冯凯, 林上金, 何曼丽, 仝亮. 钙钛矿NaFeF3结构物性的理论研究及应力和掺杂调控. 物理学报, 2019, 68(14): 147101. doi: 10.7498/aps.68.20190573
    [10] 刘嘉豪, 杨晓阔, 危波, 李成, 张明亮, 李闯, 董丹娜. 基于倾斜纳磁体翻转倾向性的与(或)逻辑门应力模型. 物理学报, 2019, 68(1): 017501. doi: 10.7498/aps.68.20181621
    [11] 陈桢妮, 刘胜利, 王海云, 程杰. Gd掺杂对无氟金属有机物沉积法制备Y1-xGdxBCO薄膜的应力调控. 物理学报, 2017, 66(15): 156101. doi: 10.7498/aps.66.156101
    [12] 李立明, 宁锋, 唐黎明. 量子局域效应和应力对GaSb纳米线电子结构影响的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(22): 227303. doi: 10.7498/aps.64.227303
    [13] 朱丽丹, 孙方远, 祝捷, 唐大伟. 飞秒激光抽运探测热反射法对金属纳米薄膜超快非平衡传热的研究. 物理学报, 2012, 61(13): 134402. doi: 10.7498/aps.61.134402
    [14] 徐悦, 金钻明, 李高芳, 张郑兵, 林贤, 马国宏, 程振祥. 锰酸钇薄膜中Mn3+离子dd跃迁的超快光谱学研究. 物理学报, 2012, 61(17): 177802. doi: 10.7498/aps.61.177802
    [15] 张郑兵, 马小柏, 金钻明, 马国宏, 杨金波. Fe/Si薄膜中相干声学声子的光激发研究. 物理学报, 2012, 61(9): 097401. doi: 10.7498/aps.61.097401
    [16] 彭小芳, 王新军, 龚志强, 陈丽群. 量子点调制的一维量子波导中声学声子输运和热导. 物理学报, 2011, 60(12): 126802. doi: 10.7498/aps.60.126802
    [17] 董华锋, 吴福根, 牟中飞, 钟会林. 二维复式声子晶体中基元配置对声学能带结构的影响. 物理学报, 2010, 59(2): 754-758. doi: 10.7498/aps.59.754
    [18] 高当丽, 张翔宇, 张正龙, 徐良敏, 雷瑜, 郑海荣. 调控声子提高Tm3+掺杂体系的频率上转换荧光. 物理学报, 2009, 58(9): 6108-6112. doi: 10.7498/aps.58.6108
    [19] 龙拥兵, 张剑, 汪国平. 基于表面等离子体激元共振的飞秒抽运探测技术研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7722-7726. doi: 10.7498/aps.58.7722
    [20] 贺梦冬, 龚志强. 多层异质结构中的声学声子输运. 物理学报, 2007, 56(3): 1415-1421. doi: 10.7498/aps.56.1415
计量
  • 文章访问数:  3243
  • PDF下载量:  497
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-30
  • 修回日期:  2014-02-27
  • 刊出日期:  2014-06-05

La, Nb共掺杂BiFeO3薄膜中的光致应变效应及应力调控

  • 1. 上海大学理学院物理系, 上海 200444;
  • 2. 澳大利亚卧龙岗大学电子材料研究所, 新南威尔士州 2500
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11174195)和高等学校博士点专项科研基金(博导类)(批准号:20123018110003)资助的课题.

摘要: 本文利用反射式飞秒抽运-探测技术,系统研究了飞秒激光诱导La和Nb共掺杂的铁酸铋(Bi0.8La0.2Fe0.99Nb0.01O3)薄膜中纵向声学声子的动力学过程,声学声子的产生源于光致应变效应. 实验发现不同的衬底(ZrO2和PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3)可以调制外延生长的Bi0.8La0.2Fe0.99Nb0.01O3薄膜的面外弹性系数C. 此外,通过对压电晶体衬底PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3外加电压,实现了对薄膜应力的调制.

English Abstract

参考文献 (26)

目录

    /

    返回文章
    返回