無鉛超高居里溫度菱方鐵電薄膜的正/切應變效應研究

《無鉛超高居里溫度菱方鐵電薄膜的正/切應變效應研究》是依託深圳大學，由黃傳威擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：無鉛超高居里溫度菱方鐵電薄膜的正/切應變效應研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：黃傳威
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

無鉛超高居里溫度菱方鐵電與環境友好，在航空航天、核能、地質勘探等超高溫環境下具有廣泛套用。理解與調控界面應變效應是改善這類菱方鐵電外延薄膜結構和提高性能的基礎和關鍵。目前大部分工作只研究了正應變對這類薄膜的結構、相圖和鐵電等性能的影響。然而此類薄膜的界面中實際還存在另一重要的應變（即切應變），但卻極少工作對此效應進行探索。本項目擬理論結合實驗，研究無鉛超高溫菱方鐵電薄膜BiFeO3和LiNbO3的正應變和切應變效應。套用朗道-金茲堡理論，探索正、切應變對這類鐵電薄膜的相變、居里溫度和鐵電等性能的影響；採用雷射分子束外延法在不同基底上製備菱方鐵電外延薄膜，測量其結構、居里溫度和鐵電壓電性能，研究正、切應變對其結構和性能的影響，揭示應變與薄膜結構和性能的關聯。結合理論分析，獲得更為精確的正/切應變誘導的相圖，為進一步提高無鉛超高溫菱方薄膜的鐵電等性能以及應變調控物性機理提供科學參考。

結題摘要

在本項目資助下，利用雷射脈衝沉積技術，系統研究了在不同單晶基片上實現鐵性薄膜（鐵電PZT和鐵磁LSMO）的外延生長。通過選取不同的基片和雷射能量，改變外延體系中界面的失配應力，從而有效調製鐵性薄膜的晶體結構和物理特性。最終獲得具有超高居里溫度（Tc＞600°C）的鐵電PZT和鐵磁LSMO薄膜，為極端寬溫下航空航天，核工業探測和地質勘探等大大限制其工作環境和套用範圍。比如，作為感測和探測器件，它無法滿足很多高溫條件下（特別是）的套用需求。