그림 1. 인접 PTO 층 두께 비율이 1 인 PTO / STO 다층막의 변위 보정 된 투과 전자 현미경 분석.주기적인 V- 도메인 배열이 각 PTO 층에 나타나며 수직 필름 방향으로 주기성을 나타냅니다. (Ac) PTO / STO 다중 층에 대한 저배율 TEM 밝은 필드 이미지 (a), 전자 회절 스펙트럼 (b) 및 고배율 HAADF-STEM 이미지 (c) 상 평면 격자 변형 (d), 평면 외 격자 변형 (e) 및 면내 격자 회전 (f) 위상 분석에 의해 얻어진 2 차원 분포.
그림 2. 인접 PTO 층 두께 비가 0.5 인 PTO / STO 다층막의 변위 보정 된 투과 전자 현미경 분석주기적인 V 영역 배열은 두꺼운 PTO 층과 얇은 PTO 층에서 발생합니다 (A) PTO / STO 다층의 TEM 밝은 영역 영상 (B) 박막의 HAADF-STEM 영상 (C, d) (b)의 기하학적 위상 분석에 의해 얻어진 표면은, (E, f)는 (b)의 면외 및 면내 격자 회전의 2 차원 분포에 해당한다. (G, h) HAADF- 같은 STEM.
그림 3. 편광 벡터와 원본 이미지의 중첩은 대칭이있는 플럭스 - 완전 폐쇄 강유전 도메인을 명확하게 보여줍니다.
그림 4. V 및 H 도메인 배열의 도식 (ab) 및 오류 유도 변형 분석 (c) 수직 및 (d) 수평 완전 폐쇄 도메인 구조의 격자 변형 다이어그램 주기적으로 수직 완전 폐쇄는 동일한 두께에서 변형을 수용하는 것을 선호한다. (f) 인접한 PTO 층의 두께 비가 1/2 일 때, 더 얇은 PTO 층에서의 수평 완전 폐쇄의 형성은 그 내부의 변형을 용이하게한다.
도 5 위상 필드 시뮬레이션 다층 PTO / STO 막 시스템. (A) PTO 층의 두께의 변화 비율은,도 PTO 인접 영역에서 위상 도메인 구조는 네 도메인 I, II, III, IV 포함 사다리꼴 도메인 (T), 수평 완전 폐쇄 도메인 구조 (H) 및 수직 완전 폐쇄 도메인 구조 (V)를 각각 나타낸다. (b) 제 2 전 이점 근처의 H 및 T 도메인 (C) 세 번째 전이 지점 근처에서 V와 H 도메인 사이의 에너지 밀도의 차이 T 도메인 (d, e)과 H 도메인 (f, g)의 도메인 구성과 탄력성 에너지 밀도 분포 : H 도메인 (h, i) 및 V 도메인 (j, k)의 도메인 구성과 탄성 에너지 밀도 분포.
고체 원자 이미징 연구 위원 Maxiu 리앙, 미국과 강유전체 도메인의 전체 자속 폐쇄주기적인 배열 제어 성장에 다른 과학자와 Zhu의 Yinlian 협력의 금속 연구 재료 연구소의 심양 국가 (공동) 연구소는 새로운 진전을 이루었습니다 , 자속 - 닫힌 강유전성 위상 형성 다이어그램의 2 차원주기 배열의 형성, 그리고 명확한 원자 구조지도를 얻을 수 있습니다.
위상 결함은 전자 장치의 중요한 애플리케이션이있는 독특한 능력, 전기 및 자기 적 특성을 갖는다. 중요한 위상 결함으로 스크롤 강유전체 도메인 자속 폐쇄 편광 갖는 또는 완전 폐쇄 도메인 구성 분산 고밀도 데이터 저장 애플리케이션에 광범위. 전체 데이터를 저장하는 데이터 구조를 방지하기 위해 도메인 간의 상호 작용 때문에 자속 폐쇄 및 구성 nanodomains 주기적 어레이를 제조 한 경우, 따라서있을 것이다 데이터 주소 지정에 도움이됩니다.
국립 과학 심양 소재 고체 원자 이미징 연구부 계면 전자 현미경 연구 팀 및 고급 기술 과학 심천 연구소, 리 지앙 유의 워싱턴 대학 교수, 세인트 루이스 대학 박사 리튬 Zhihao 및 기타 협력, 수차 보정 전송의 사용의 중국 과학원의 (공동) 연구소 전자 현미경 현장 시뮬레이션 기술, 두 차원의주기적인 폐쇄 도메인의 연구 진행과 함께. 초기 발견 팀이 완벽하게 제어 할 수있는 세 가지 차원 변형 상태를 조절함으로써, 구성을 기반으로 한 차원주기적인 도메인을 폐쇄에 플럭스 정렬 2 차원 어레이의 제조는 완전히 폐쇄 및 위상 필드 시뮬레이션하여 위상도 존재의 완전 폐쇄 이차원 정렬 된 어레이를 예측하도록 구성. 연구 16 11 월 온라인 문서 "나노 편지 "에.
스트레인 산화물 함수 (특히 강유전성 재료) 및 기능적 특성 미세 상당한 영향을 미친다. 이전의 연구에서, 차원의 변형 상태를 조절함으로써 연구팀 (선택 평면 균주 내 두 방향으로 신축성을 제공 일차원 주기적 배열의 PbTiO3 / SrTiO3로 (PTO / STO) 박막 시스템에서 발견 GdScO3 기판), 수직 상하 완전 폐쇄 도메인의 인터페이스 방향의 180 ° 자벽 (V 영역) 배열.이 구성 도메인 이 구성 공간에서의 비대칭 특성을 갖는다. 이것에 기초하여, 연구자에 의한 완전 폐쇄에 큰 변형 디스크 리 네이션을 정방 강유전체 도메인을 특징으로하고, 설계 PTO / STO 다층막 두께 변조 제조. 이러한 다층 기판의 막 면내 변형에 의해 변조 변형의 외면, 즉 3 차원 변형 상태 수차 전체 막을 투과 전자 현미경을 보였다 보정 제어 효과적으로왔다 그 때 동일한 PTO에 인접하는 층 두께가 180 ° 도메인 벽의 수직 방향을 따른 완전 폐쇄 도메인 (V- 도메인)은 수직 방향으로 면내 및 평면 외 방향으로 주기적으로 배열되어 2 차원 적으로주기적인 V- 도메인 어레이를 형성한다. 인접한 PTO 층의 두께 비율 0.5에서는 더 두꺼운 PTO 층이 남아있게됩니다 V 룰 V의 H 도메인과 도메인이 교대로 전체 폐쇄 배치되어있다, 완전 폐쇄 구조 (H 도메인) 도메인을 이제 수평 방향으로 180 ° 자벽 정기적으로 대칭 배치 발생하는 도메인의 주기적 어레이와 박층 PTO 인 도메인 배열.
전자 현미경 분석에 수차 보정에 기초하여, 연구자들은 두께의 비 (막 두께 비) 상 필드 시뮬레이션, 탄성 에너지, 정전기 에너지, 에너지 등의 경쟁 확립 에너지 기울기 각도의 시스템을 변경하여 인접 층을 PTO 두께 비의 변화에 따른 시스템의 도메인 구조의 상태도가 얻어졌다. 위상 필드 시뮬레이션의 예측에 따르면, 본 연구에서 많은 수의 실험 데이터가 검증되었다.
연구 결과는 스트레인 제어를 통해 강유전체의 도메인 구조 및 물리적 특성의 중요성과 유효성을 더욱 향상시키고, 새로운 나노 디바이스의 설계 및 개발에 중요한 강유전체 재료를 기반으로 한 고밀도 정보 저장을 탐구하는 새로운 방법을 제공합니다. 의미.
이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (National Natural Science Foundation), 프론티어 과학의 CAS 핵심 연구 프로그램 (CAS Key Research Program) 및 주 핵심 연구 개발 프로그램 (State Key Basic Research Development Program, 973 프로그램)에 의해 지원되었습니다.
