【摘 要】
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采用电活性界面层材料制备了三明治结构聚偏氟乙烯-三氟乙烯【P（VDF-TrFE）】超薄膜电容器,针对铁电薄膜动态微观演化行为和宏观极化性能特征的变化规律,研究了界面层诱导下畴核增长缺陷模型。研究结果表明,铁电畴“成核-生长”过程中,偶极子在不同状态下发生了诱导作用,并表现为无序状态向有序状态的动态转变。通过分析界面层电荷与偶极子反转过程,建立了薄膜内部空位和缺陷对铁电性能作用效果模型。此外,畴钉扎
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采用电活性界面层材料制备了三明治结构聚偏氟乙烯-三氟乙烯【P（VDF-TrFE）】超薄膜电容器,针对铁电薄膜动态微观演化行为和宏观极化性能特征的变化规律,研究了界面层诱导下畴核增长缺陷模型。研究结果表明,铁电畴“成核-生长”过程中,偶极子在不同状态下发生了诱导作用,并表现为无序状态向有序状态的动态转变。通过分析界面层电荷与偶极子反转过程,建立了薄膜内部空位和缺陷对铁电性能作用效果模型。此外,畴钉扎效应的存在也影响了铁电畴空间构型,形成了稳定的低能量状态。本工作揭示了一种缺陷恢复机制的耐疲劳行为,结合界面层诱导过程,探讨了有机铁电体极化过程以及基于不同初始条件下的损耗机制和微观缺陷模型。（1）采用两种具有电活性界面层材料的三明治结构器件（Ti/PEDOT-PSSH/P（VDF-TrFE）/PEDOT-PSSH/Ti）、（Ti/Cu Pc/P（VDF-TrFE）/Cu Pc/Ti）,讨论了两种界面层结构电容器性能的影响关系。借鉴无机铁电的本征机制,引入到有机铁电薄膜,从对铁电薄膜畴成核增长过程的速度分析考虑,利用畴核增长形成缺陷的明显差异进行模拟。当空间电荷不断被注入到薄膜的晶粒和晶界,与畴核内部的缺陷发生作用,进而引起晶体局部的晶格畸变。由于薄膜内部铁电畴非均匀成核生长,使得畴增长过程中速度表现差异明显,成核从无序状态向有序状态的转变,这与有机铁电畴核增长模型相吻合。该实验对指导铁电薄膜电容器内部的成核机制具有探索意义。（2）通过对增长模型的分析,我们详细论述了两种电活性界面层诱导的微观缺陷模型,结合电容器的宏观电学行为,进一步阐明界面层补偿效应对缺陷的正向和反向作用效果。当考虑薄膜内部缺陷空穴和缺陷重叠对铁电性能产生不同作用效果时,能够进一步解释界面层诱导铁电畴“成核-生长”过程。研究通过实验得到的实际数值与理论值进行数据分析对比,建立了畴核增长缺陷导致的协同作用、拮抗作用、顺从作用三种作用效果模型。探讨界面层诱导畴核增长的缺陷作用过程及其动态变化模型,为有机铁电体的实际应用提供理论科学依据。（3）通过对不同初始电压和脉冲宽度等条件下的损耗机制的研究,使用适当的电压、脉冲宽度和一些初始开关组合,探讨了铁电响应所能达到的理论灭弧效果,即使是不含界面层的Ti电极三明治结构的样品也可以实现。结合Weiss模型的研究方法,将Merz定律用于定量分析。在初始时间和初始电压的条件下,一个合适的初始序列能够消除存储单元中的铁电响应所带来的的能量损耗,对指导铁电响应过程中的损耗机制应用于实践具有促进作用。
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