基于横场Ising模型插层铁电薄膜相变性质数值计算

基于横场伊辛模型的平均场近似理论讨论了铁电薄膜(中间具有不同材料插入层)二级相变性质.运用该理论,首次推导得到了一个可用于研究任意层数铁电薄膜(中间具有不同插入材料层)的相变性质的递归公式.并运用该公式研究了体材料(A)和插层材料(B)的交换相互作用参量和横场参量对相图的影响.计算结果表明,由于插层材料B参数值的变化,整个铁电薄膜相变性质,不同铁电薄膜层的极化,横场参量过渡值均敏感的发生变化.     

人工复合铁电多层膜的极化性质研究

建立了三层铁电复合薄膜的理论模型,采用Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)唯象理论,引入表示不同材料过渡层性质的局域分布函数,重点研究了具有不同相变温度的铁电材料复合而成的铁电薄膜的极化性质.通过改变不同铁电材料的复合方式及不同铁电材料之间过渡层的厚度,计算了铁电多层膜内部的极化强度分布.研究表明,不同相变温度的铁电材料间复合方式以及它们之间的过渡层的厚度对铁电薄膜的极化分布都有着重要的影响,并且存在临界过渡层厚度,其它复合铁电薄膜的极化分布曲线都在取两临界过渡层的曲线之间.     

边界条件对温度梯度铁电薄膜极化和相变性质的影响

在平均场理论的框架下,采用横场伊辛模型研究了两种不同的边界条件(自由边界条件和固定边界条件)对温度梯度铁电薄膜极化和相变性质的影响.由于薄膜内部的温度梯度分布导致了铁电畸变,使得薄膜的弹性热应力增加,引入分布函数来描述不同边界条件下赝自旋相互作用强度的变化.通过研究发现自由边界条件下的薄膜的极化强度和相变温度要高于固定边界条件下的薄膜的相应值,同时薄膜厚度和温度梯度的变化对固定边界条件下的铁电薄膜的影响要更加显著.     

非理想表面层对一级相变铁电薄膜性质的影响

应用Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD) 理论研究了 非理想表面对夹持在两个金属电极间的一级铁电薄膜性质的影响. 结果表明， 非理想表面层的存在降低了一级铁电薄膜的铁电相变转变温度， 当两个表面层不对称时， 铁电薄膜的电滞回线失去了中心对称性.     

铁电颗粒的尺寸效应

应用具有长程相互作用的横场伊辛模型模拟了铁电颗粒,考察了尺寸和长程相互作用对铁电颗粒的极化和相变的影响．我们得到的结论是：1．随着铁电颗粒尺寸的减小和长程相互作用的增强．铁电颗粒的相变温度降低,同时发现铁电颗粒存在一个临界尺寸,当铁电颗粒的尺寸小于临界尺寸时,铁电颗粒将不会有铁电相到顺电相的相变．且此临界尺寸随长程相互作用的增强而变大．2随着长程相互作用的增强,铁电颗粒的极化强度增大,在相同的条件下,晶格中心点的极化强度总是大于晶格边上的格点的极化强度．     

温度梯度铁电薄膜极化性质的理论研究

在平均场近似的理论框架下,采用拓展的横场伊辛模型研究了温度梯度铁电薄膜的极化性质.由于薄膜内部温度的梯度分布引起了铁电畸变,导致薄膜内部弹性热应力增加.因此,同自发极化一样,两赝自旋间的相互作用系数应为坐标的函数.通过引入一个分布函数研究了赝自旋相互作用系数的梯度变化.结果表明:温度梯度和赝自旋相互作用系数的梯度变化是影响体系性质的两个重要因素;参数a和σ的增加都降低了铁电薄膜的极化强度和相变温度;退极化场使薄膜内自发极化的分布变得更加平缓.     

尺寸对铁电双层膜电滞回线的影响

基于平均场近似下的横场伊辛模型理论,研究了含有表面过渡层和两种界面耦合(铁电界面耦合和反铁电界面耦合)的铁电双层膜的电滞回线。研究结果表明,铁电界面耦合时,铁电双层膜电滞回线呈现一个中间回路,而反铁电界面耦合时,呈现三个回路。相互作用强的铁电层厚度对铁电双层膜的电滞回线影响较大。表面过渡层对铁电双层膜电滞回线起到不可忽略的作用。     

梯度铁电薄膜性质研究

以二级相变铁电材料为例,利用推广的Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)理论,研究不均匀结构对梯度铁电薄膜性质的影响.结果表明:退极化场对于两层薄膜中间的极化影响较小,而在薄膜的两端处影响最大;梯度铁电薄膜的平均极化随膜厚按线性规律变化;在接近相变温度时,自发极化消失,梯度铁电薄膜的这一现象与铁电材料的性质相同.在外场不等于零的情况下,得到的梯度铁电薄膜的电滞回线中心对称.     

对超薄膜钛酸铅铁电体相结构和稳定性的研究

用推广的Landau Devonshire理论研究应力与尺寸效应对PbTiO3 铁电薄膜的相结构和稳定性的影响 .对PbTiO3 铁电薄膜的温度与应力相图、不同压应力作用下的膜厚与自发极化、膜厚与居里温度的关系图等进行计算 .结果表明 :对PbTiO3 铁电薄膜 ,在外推长度δ >0时 ,应力 (压应力或张应力 )作用总是使居里温度升高及有利于铁电相的稳定 ;在薄膜中施加大的压应力时 ,铁电相可存在于更薄的膜厚中 ,但当膜厚达到临界厚度后 ,薄膜始终处于顺电相 ,也即存在尺寸驱动相变 .     

铁电双层膜极化与介电极化率的尺寸效应

利用平均场近似下的横场伊辛模型理论,研究含结构过渡层与界面耦合(铁电界面耦合和反铁电界面耦合)的铁电双层膜的尺寸对其极化与介电极化率的影响。研究结果表明:极化与介电极化率随温度的变化曲线呈现不同性质,强烈地依赖于构成铁电双层膜的两铁电层的厚度。     

双层铁电薄膜性质的研究

利用推广的Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)理论,研究二级相变双层铁电薄膜界面对铁电薄膜性质的影响.     

自旋1/2铁电膜表面和平均磁化强度的理论计算

利用在层内采用Bethe Peierls近似、层间采用平均场近似的方法,计算了6个原子层和20个原子层构成的自旋1/2铁电膜的磁化强度·发现在不同的表面耦合强度下,薄膜的表面磁化和平均磁化有明显的不同,表面耦合强度小,表面磁化弱于整体磁化,否则表面磁化强于整体磁化,但薄膜的表面和整体具有相同的转变温度·对于较厚的薄膜,系统的整体磁化受表面耦合强度影响小,但在转变温度附近,强的表面耦合强度会带动薄膜的整体磁化·横向场抑制薄膜的自发磁化·     

铁电薄膜的介电性质

基于平均场近似的软模理论,研究了含有表面过渡层的铁电薄膜介电函数的实部ε'和虚部ε″的随温度变化的动态特性。实验结果表明,随着温度的升高ε'和ε″分别出现两个峰和一个峰。当表面过渡层的作用增大时,薄膜的平均介电常数实部和虚部的峰变宽,峰值降低而且峰位向低温区移动。     

Co和Nb掺杂PZT铁电薄膜的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3／Si衬底上制备了PbCoy（Zrx，Ti1-x）O3（PCZT）与PbCoyNbx（ZrxTi1-x）O3PCNZT）铁电薄膜，实验发现钴掺杂PZT比例为12mol％时，PCZT薄膜具有优良的铁电性和介电性，但是漏电流较大．为了能够很好地弥补PCZT薄膜漏电流太大的缺点，在12mol％Co掺杂的PCZT薄膜中掺入不同比例的Nb（在1mol%～10mol％掺杂范围内），实验结果表明，Nb掺杂比例越大，PCNZT薄膜的漏电流越小，但同时Nb掺杂减小了PCZT薄膜的剩余极化强度和介电常数．     

Fabrication of MgB_2 superconducting films by different methods

MgB2 superconducting films have been successfully fabricated on single crystal MgO(111) and c-AL2O3 substrates by different methods. The film deposited by pulsed laser deposition is c-axis oriented with zero resistance transition temperature of 38.4 K, while the other two films fabricated by chemical vapor deposition and electrophoresis are c-axis textured with the zero resistance transition temperature of 38 K and 39 K, respectively. Magnetization hysteresis measurements yield critical current density Jc of 107 A/cm2 at 15 K in zero field for the thin film and of 105 A/cm2 for the thick film. For the thin film deposited by chemical vapor deposition, the microwave surface resistance at 10 K is found to be as low as 100μΩ, which is comparable with that of a high-quality high-temperature superconducting thin film of YBCO.     

准同型相界钛酸铋钠基无铅铁电薄膜的制备及其性能研究

发展环境友好的传感器、存贮器及换能器用铁电与压电薄膜是当前的研究热点之一．采用脉冲激光沉积（PLD）的方法,通过优化制备工艺,引入La0.6Sr0．4CoO3（LSCO）作为缓冲层,在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了准同型相界组分掺杂微量Mn元素的Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3 34薄膜,并对其相结构、微观形貌、铁电、介电等性能进行了研究．结果表明：该薄膜具有纯钙钛矿结构,结构致密,显示出良好的电性能,其中剩余极化可达到1．15×10-1C·m^-2,1kHz下薄膜的相对介电常数约1000．     

温度梯度铁电薄膜的极化偏移特性研究

采用平均场近似下的横场伊辛模型理论,同时考虑了遂穿频率与温度的相互关系,重点研究了BaTiO3温度梯度铁电薄膜的极化偏移特性.研究表明:量子起伏效应对于温度梯度铁电薄膜的性质有重要的影响,在低温区量子起伏效应尤其显著；温度梯度的存在导致了薄膜内部的极化强度的梯度分布；对于下温度梯度铁电薄膜来说,当量子起伏效应达到足够强时,可以改变极化梯度和极化偏移的方向.     

TGS铁电相变的时域方法研究

利用时域方法在 TGS 单晶居里点附近以±0.001℃的恒温精度研究了铁电相变的过程,观察到驰豫机构可分为晶格和电子云畸变、电畴运动、和自发极化电偶极矩的屏蔽电荷的激发三种成分.介电损耗在10~(-3)—10~3Hz 频程的峰值表明,在铁电相变过程中晶体和外界的能量交换主要来自屏蔽电荷的激发.