Figura 1. Análise de microscopia eletrônica de transmissão corrigida de deslocamento de filmes multicamadas PTO / STO com proporções de espessura de camada de PTO adjacentes de 1. Os arrays periódicos de domínio V aparecem em cada camada de PTO e também exibem periodicidade na direção do filme vertical (Ac) Imagem de campo luminoso TEM de baixa ampliação (a), espectro de difração de elétrons (b) e imagem HAADF-STEM de alta ampliação (c) para as multicamadas PTO / STO; (df) Estirpe (d) de rede em plano, estirpe (e) de rede fora do plano e rotação de rede em plano (f) distribuição bidimensional obtida por análise de fase.
Figura 2. Análise de microscopia eletrônica de transmissão corrigida de deslocamento de filmes multicamadas PTO / STO com relação de espessura de camada de PTO adjacente de 0,5. As matrizes de V-domínio periódicas ocorrem na camada de PTO mais espessa, enquanto em camadas de PTO mais finas (A) imagens de campo luminoso TEM de multicamadas PTO / STO. (B) Imagens HAADF-STEM de filmes finos. (C, d) A superfície obtida por análise de fase geométrica de (b) (E, f) corresponde à distribuição bidimensional de rotações de rede fora do plano e no plano em (b). (G, h) Uma camada de PTO fina amplia o HAADF- STEM como.
Figura 3. A superposição do vetor de polarização e a imagem original mostram claramente um domínio ferroelétrico totalmente fechado com simetria.
Figura 4. Análise de deformação esquemática (ab) e induzida por erro (cf) das matrizes de domínio V e H (c) Diagramas de deformação em trança em estruturas de domínio verticais e (d) horizontais totalmente fechadas. O encerramento completo periodicamente vertical favorece a tensão na mesma espessura (f) Quando a proporção de espessura das camadas de PTO adjacentes é de 1/2, a formação de um fecho horizontal completo na camada PTO mais fina facilita acomodar a deformação na mesma.
Figura 5. Simulação de campo de fase de um sistema de filme fino PTO / STO de várias camadas. (A) Diagrama de fase de estruturas de domínio em PTO com proporções de espessura variáveis em camadas adjacentes de PTO. Existem quatro regiões de domínio, I, II, III, IV (A), um domínio trapezoidal (T), estrutura de domínio horizontal totalmente fechada (H) e estrutura de domínio verticalmente totalmente fechada (V), respectivamente (b) Domínios H e T próximos do segundo ponto de transição (C) Diferença de densidade de energia entre os domínios V e H perto do terceiro ponto de transição As configurações de domínio e a elasticidade dos domínios T (d, e) e H (f, g) Distribuição de densidade de energia. As configurações de domínio dos domínios H (h, i) e domínios V (j, k) e suas distribuições elásticas de densidade de energia.
Institute of Metal Research, Academia Chinesa de Ciências Instituto Shenyang de Ciência dos Materiais (Joint) Laboratório Pesquisador do Departamento de Imagem Sólida Atômica Ma Xiuliang, Zhu Yinlian e outros cientistas nos Estados Unidos, o fluxo completamente fechado conjunto elétrico ferroelétrico e seu crescimento controlável fez novos progressos A formação de uma matriz periódica bidimensional de diagrama de fase de formação de fase ferroelétrica fechada por fluxo e para obter um mapa de estrutura atômica claro.
Os defeitos topológicos têm propriedades únicas, como força, eletricidade e magnetismo, que têm um importante valor de aplicação em dispositivos eletrônicos. Como um defeito topológico importante, distribuição de polarização fechada de domínios de vortex ferroelétricos ou configurações de domínio de fluxo totalmente fechado E tem um futuro brilhante no armazenamento de dados de alta densidade. Uma vez que o uso de estrutura de fluxo totalmente fechado para armazenar dados pode evitar a interação entre os dados, portanto, se esta configuração de nano-domínio pode ser preparada em uma matriz periódica, haverá Conduzível ao endereçamento de dados.
Shenyang Materials Science National (Joint) Laboratory Departamento de Pesquisa em Ácido Atômico Sólido Materiais Interface Microscopia Electrónica Equipe de pesquisa e Shenzhen Institute of Advanced Technology, Academia Chinesa de Ciências, Professor Li Jiangyu Universidade de Washington, Estados Unidos St. Louis University Dr. Li Zhihao, o uso de aberração corrigida transmissão A microscopia eletrônica e a simulação de campo de fase são usadas para progredir no estudo de domínios cerâmicos periódicos bidimensionais. Na base do domínio periódico unidimensional completo fechado encontrado no estágio inicial da equipe de pesquisa, controlando o estado de deformação tridimensional, Foi preparada uma matriz de fluxos totalmente fechados de duas dimensões e os diagramas de fase foram construídos por simulação de campo de fase para prever a existência de matrizes totalmente fechadas de duas dimensões ordenadas. Os resultados do estudo foram publicados on-line em 16 de novembro, "On.
A colisão tem um impacto significativo nas propriedades funcionais e na microestrutura de óxidos funcionais, especialmente para materiais ferroelétricos. Em seu trabalho anterior, a equipe de pesquisa investigou os efeitos dos estados de deformação bidimensionais (escolhendo fornecer tensão em ambas as direções Substrato GdScO3), uma matriz periódica unidimensional de domínios fechados verticalmente (domínios V) com paredes de domínio de 180 ° ao longo da interface vertical foi encontrada no PbTiO3 / SrTiO3 (PTO / STO) Com base no qual o filme multi-camada PTO / STO com modulação de espessura é projetado e preparado com base nas características de deformação induzida por deformação gigante do domínio totalmente fechado nas ferroelétricas tetragonais. A tensão no plano do filme é modulada pelo substrato, e a contração fora do plano também é efetivamente controlada, isto é, todo o filme está em um estado de deformação tridimensional. A análise de microscopia eletrônica de transmissão corrigida de aberração mostra que, quando a espessura das camadas de PTO adjacentes é a mesma, Os domínios totalmente fechados (domínios V) ao longo da direção vertical das paredes são dispostos periodicamente no plano na direção vertical e periodicamente na direção fora do plano para formar matrizes de domínio V periódicas em duas dimensões. Quando a proporção de espessura de camadas adjacentes de PTO Em 0,5, a camada de PTO mais espessa permanece Arrays periódicos de domínio V, enquanto a configuração de domínio simétrica totalmente fechada (domínio H) ao longo da direção horizontal de paredes de domínio regulares de 180 ° aparece na fina camada de PTO, resultando no fechamento completo regular de domínios H e domínios V Arranjo de domínio.
Com base em microscopia eletrônica corrigida de aberração, os pesquisadores fazem simulações de campo de fase, mudando a proporção de espessura das camadas de PTO adjacentes. Do ponto de vista da energia elástica, energia eletrostática, gradiente de energia e outras energias que competem entre si, O diagrama de fase da estrutura de domínio do sistema com a evolução da proporção de espessura foi obtido. Os resultados de previsão baseados na simulação de campo de fase obtiveram a verificação de um grande número de dados experimentais neste trabalho.
Os resultados da pesquisa melhoram ainda mais a importância ea eficácia da estrutura do domínio e das propriedades físicas dos materiais ferroelétricos através do controle de deformação, fornecem uma nova maneira de explorar o armazenamento de informações de alta densidade com base em materiais ferroelétricos, o que é importante para o projeto e desenvolvimento de novos nanodispositivos Significado.
A pesquisa foi financiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, o CAS Key Research Program of Frontier Science e o Programa de Desenvolvimento da Pesquisa Básica Chave do Estado (Programa 973).
