【摘 要】
：
A multi-field coupling theoretical framework of flexoelectric effect on ferroelectric domain evolution is developed based on the phase-field method.Weak forms are derived and implemented in a finite e
【机 构】
：
Key Laboratory of Low Dimensional Materials and Application Technology of Ministry of Education,Xian
论文部分内容阅读
A multi-field coupling theoretical framework of flexoelectric effect on ferroelectric domain evolution is developed based on the phase-field method.Weak forms are derived and implemented in a finite element formulation for numerically solving the model equations in higher dimensions.The strain and polarization distributions in an epitaxial ferroelectric PbTiO3 film are studied.We found that the dislocation-free ferroelastically twinned films exhibit intrinsic elastic strain gradients of～106 m-1 inside c domains and 107-108 m-1 at domain walls, sufficient to produce significant flexoelectric effect.The magnitudes of remnant polarizations and coercive field decrease and eventually become zero as the horizontal flexoelectricity increases.A large horizontal flexoelectricity beyond a critical value may lead to the formation of an incommensurate state, which shows antiferroelectric-like double hysteresis loops under a high electric field.
其他文献
本文采用以ART (Activation-Relaxation Technique)为基础的原子模拟加速技术结合NEB (Nudged Elastic Band)方法探索特定应力环境下金属中不同种类缺陷相互作用时的PEL(Potential Energy Landscape),为定量描述此类金属微结构演化过程的应变率敏感性提供依据.依据对反应路径(Reaction Pathway)的探索发掘出热力
铁电薄膜的阻变效应具有高可靠、高开关比、高速、高产率和低功耗等特性,在数据存储方面具有巨大的潜在应用优势.同时,铁电薄膜基阻变存储器有望实现多功能存储器件的应用.相对于高质量的外延铁电薄膜,多晶铁电薄膜具有制备工艺简单、对基底材料要求低、成本低等优势.因此,研究多晶铁电薄膜的阻变效应对促进铁电薄膜基阻变存储器的实际应用具有重大意义.然而,多晶铁电薄膜中阻变的物理机制尚未完全清晰.
Piezoresistive effect is an important property of conductive polymer composites (CPCs), but it is still unclear that the conductive behavior of the composite under dynamic loading.To characterize such
力学性能和电性能的耦合是控制铁电薄膜畴运动的最重要因素,应变和极化的耦合,即压电性已有详细研究.最近,人们对高阶力电耦合行为挠曲电效应研究表明:在有压头机械力作用下的铁电薄膜会发生畴翻转,而力载荷下电畴翻转是通过压头尖端产生的应力梯度,即挠曲电效应实现的,这一结果有可能应用于力写电读的存储器.充分理解挠曲电效应和外加载荷的联系可以为如何控制材料的性质提供指导路线,这对于铁电材料的应用至关重要.本文
铁电存储器的微型化对铁电薄膜的质量提出了更高的要求,漏电流成为制约薄膜性能使用的关键性因素.而薄膜与电极之间的界面问题是影响体系漏电流的主要因素,我们将对电极/铁电薄膜/电极电容体系运用第一性原理方法研究界面对漏电流的影响.以简单钙钛矿PbTiO3(PTO)为研究对象,考虑Pt电极、LaNiO3电极和SrRuO3电极分别在PTO的PbO和TiO2两种不同终端的情况,计算体系的漏电流.研究发现各体系
压电响应力显微技术(PFM)已经成为在纳米尺度表征压电、铁电材料中力电耦合响应的重要工具,然而由于导电探针在材料内部会引起高度非均匀和局域性的电场,使得基于PFM技术的定量分析仍然存在很大的困难.为此,我们假定压电材料为横观各向同性压电介质,考虑空气和半空间压电材料间的力电耦合作用,采用Hankel积分变换方法和等效点电荷模型近似,建立了一套分析PFM响应的力电全耦合方法.运用该方法,我们首先考虑
利用基于金兹堡-郎道(TDGL)方程的相场计算方法,用有限元法以及有限差分法分别计算了弹性能以及静电能,模拟了铁电材料与基底间的界面电场以及铁电材料与电极间的残余应力对FeFET畴结构的影响及其演变过程.进一步结合标准的MOSFET器件方程,模拟了界面电场、残余应力对金属-铁电层-绝缘层-半导体(MFIS)结构的FeFET的P-V C-V以及I-Ⅴ等电学性能的影响.FeFET器件结构决定了其铁电层
基于电热效应的铁电固体制冷器具有高效、环保、应用范围广等优点被认为是最具潜力的固体制冷器之一.本研究工作结合电畴结构模拟的相场方法和电热性能计算的热力学理论,研究了低维铁电材料的电热性能.首先,使用相场方法模拟了低维铁电材料的电畴结构,计算结果表面,低维铁电材料中会形成涡旋畴结构;然后,使用热力学理论计算了具有涡旋畴结构铁电材料的电热性能,发现其在室温下具有巨电热效应;最后,系统研究了电畴翻转、表
本文运用相场方法对低维铁电材料的畴结构进行了模拟,得到了PbTiO3非电荷畴结构和PbTiO3电荷畴结构.初步探索了电荷畴结构对铁电材料性能的影响.研究发现,电荷畴能对铁电材料的性能产生较大的影响,而且,与传统的非电荷畴铁电材料相比,具有电荷畴结构的铁电材料的性能表现出了比较明显的不同,例如在铁电性,压电性,电热性能等方面.另外,电荷畴在不同的外界条件下能够产生不同的变化,进而对材料的性能产生不同
The band-gap energy and the critical temperature for liquid-solid transition of a semiconductor nanocrystal remain no longer constant but become tunable with the size and shape of the specimen, with m