Analysis and manipulation of ferroelectric/ferroelastic architectures in (110)-oriented PZT thin films

論文翻譯標題: (110)取向之鋯鈦酸鉛薄膜的鐵電/鐵彈結構分析與操控
  • 謝 孟勳

學生論文: Doctoral Thesis

摘要

複雜性氧化物具有十分豐富的物理性質,其中包含了高溫超導、巨磁阻、焦電、壓電、介電、半導、導電、磁性與光性等優異?能特性。在應用層面,這些新穎的?能性往往還能藉由外加的電場、磁場與應力等刺激來進一步調控其外在?能表現,這也提供了未來新興電子元件的開發一個很好的機會。在此之中最具代表性的材料為鋯鈦酸鉛(Pb(Zr1-xTix)O3,PZT),其具有優異的壓電特性而成為目前工業最常見的電能-力學能轉換元件,目前也有豐富的學術研究試圖進一步提升其可用性。鋯鈦酸鉛除了壓電特性以外在室溫下還具有鐵電特性,根據成長在不同取向的基板會有不同的鐵電電域結構,然而大多數的研究都集中於成長於(100)取向基板之鋯鈦酸鉛薄膜,對於成長於其他取向基板的研究很稀少。在本研究中,我們以成長於(110)取向基板之鋯鈦酸鉛薄膜作為研究材料,我們使用壓電力顯微鏡( Piezoresponse force microscopy PFM)研究此材料的電域結構並發現此材料具有兩種共存的相,這是在先前的研究沒有被報導過的。此外,我們發現此兩相共存系統還能藉由外加電場的調控達到這兩種相之間的相轉換,顯示此材料有潛力能設計成多?能相轉變記憶體。我們也透過實驗證實兩相的分布與空間電荷有密切的關係,藉由探針注入的電荷使得有效空間電荷的增減是造成兩相轉換的主要物理機制。
獎項日期2019
原文English
監督員Yi-Chun Chen (Supervisor)

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