應力對可撓式鋯鈦酸鉛薄膜的鐵電電域動態行為影響研究

Abstract

鋯鈦酸鉛 (Pb(Zr1-xTix)O3，PZT) 其晶體結構根據鋯跟鈦的比例不同有著不同的晶相，分別為菱長晶以及長方晶鈣鈦礦結構，然而在鋯鈦比例為52/48時，正好處於此兩種晶相接面的變形相邊界(morphotropic phase boundary，MPB)，在此相上有著較大的壓電係數(piezoelectric coefficient)與介電常數(dielectric constant)。在本研究中，透過將PZT薄膜成長於不同晶軸方向的鈦酸鍶(SrTiO3) (111)與STO(100)基板上，觀察極化方向對其壓電係數影響。 接著將PZT薄膜成長在不同基板上像是雲母(mica)以及鈦酸鍶(SrTiO3) ，觀察基板的應力影響。而由於雲母的優點還有它的可撓性(flexible)，可以簡單地使用一彎曲載台對薄膜產生不同方向應力，藉此觀察撓電效應(flexoelectricity)影響，並且在應力下透過觀察動態電域成長(domain growth)行為，考慮在不同基板不同應力下對其活化場(activation field)的影響。最後我們發現在掃描過程增加探針力道去摩擦薄膜表面，經由摩擦生電能夠在不外加電場下將電域翻轉(switch)，且不同電子親和力的探針摩擦過後產生的電荷也有所不同。因此選用不同電子親和力的探針能夠使薄膜表面產生不同的電荷，可以將電域翻轉至上或下，且過程不須施加外加電場。

Date of Award	2017 Aug 28
Original language	Chinese
Supervisor	Yi-Chun Chen (Supervisor)