《超薄鐵電超晶格中應變-界面-鐵電性能耦合行為研究》是依託哈爾濱工業大學，由朱振業擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超薄鐵電超晶格中應變-界面-鐵電性能耦合行為研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱振業
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超薄鐵電超晶格在鐵電材料領域掀起了研究熱潮，通過改變超晶格的晶格不匹配應變和組分來控制鐵電超晶格的鐵電性質，已經成為設計新型鐵電材料的關鍵技術。本申請項目以鐵電超晶格中力電耦合行為為突破口，結合第一性原理計算方法，從原子和電子結構上重點研究：鐵電超晶格薄膜PbTiO3/SrTiO3中應變效應和界面效應與鐵電性能之間的關係；構畫超晶格的應變相圖，晶格不匹配應變-鐵電性質之間的關係曲線，應變鐵電相變造成的極化反轉行為和壓電效應，超晶格在界面效應作用下組分對結構和性能的影響，揭示鐵電超晶格在不同應變和界麵條件下鐵電性能變化規律。目標是在超薄鐵電超晶格的鐵電行為研究等方面有所突破，為深入理解鐵電材料在微納米尺度下鐵電行為、設計新型鐵電超晶格等方面提供科學依據。
結題摘要
本項目通過第一性原理計算研究了BaTiO3/SrTiO3、PbTiO3/SrTiO3、PbTiO3/BaTiO3以及KaTiO3/PbTiO3鐵電超晶格的應變、相變、極化、介電以及壓電行為。分析了不同組分條件下BaTiO3/SrTiO3、PbTiO3/SrTiO3和PbTiO3/BaTiO3、KaTiO3/PbTiO3超晶格極化性能，並分析了超晶格內部極化靜電模型，對超晶格內部極化機理進行了深入分析；研究發現，由於界面極性不連續，KaTiO3/PbTiO3超晶格的局域層極化不一致，這和其他類超晶格的極化行為完全不同；計算了PbTiO3/SrTiO3超晶格在不同應變條件下結構，建立應變相圖。分析了不同應變條件下極性不連續界鐵電超晶格KaTiO3/PbTiO3的電子結構、原子結構以及極化、介電以及壓電行為，發現鐵電超晶格KaTiO3/PbTiO3的極化是不可變的，壓電係數溫度依賴性小。
