摘要：低维材料的铁电性一直是凝聚态物理和材料科学领域的研究热点,在新型纳米电子器件的设计和应用等方面有重要的潜在应用和学术价值.本文基于密度泛函理论的第一性计算,以实验上已经验证的二维铁电材料In_(2)Se_(3)薄膜为出发点,研究了二维In_(2)Se_(3)薄膜的掺杂效应和In_(2)Se_(3)纳米带的铁电性.结果发现铁电性和金属性在静电掺杂的In_(2)Se_(3)薄膜中可以稳定共存,且电子掺杂会同时增强面内和面外极化,空穴掺杂可以增强面外极化,但抑制面内极化,从原子结构畸变和电子结构等角度详细解释了载流子掺杂对薄膜面内极化和面外极化的影响以及物理机制.针对In_(2)Se_(3)纳米带的研究,发现一维铁电性可以在In_(2)Se_(3)纳米线中存在,计算并给出了纳米带的局域极化分布和带隙,拟合了带隙和纳米带宽度之间满足E^(NR)_(G)-1/W^(2)标度关系.以期此研究可为拓宽二维铁电薄膜及其纳米结构的应用提供理论指导.

摘要：基于优良的可扩展性和良好的互补金属氧化物半导体工艺兼容性,铁电HfO_(2)基非易失性存储器引发广泛的研究兴趣。采用原子层沉积方法制备(HfO_(2)-ZrO_(2))_(3)/mAl_(2)O_(3)/(HfO_(2)-ZrO_(2))_(3)纳米叠层薄膜(m为Al_(2)O_(3)厚度),并通过改变Al_(2)O_(3)厚度研究其铁电性和可靠性。结果表明,当m为1mm时,叠层薄膜表现出最高的剩余极化值,为23.87μC/cm^(2),且随着Al_(2)O_(3)厚度的增加,漏电流值可降低2-3个数量级。Al_(2)O_(3)和HfO_(2)-ZrO_(2)因介电错配而产生界面极化,同时更低介电常数的Al_(2)O_(3)可有效调控叠层薄膜内部的电场分布,从而促进铁电性能和可靠性的协同提升,这为更宽厚度范围HfO_(2)基铁电存储器件的设计提供新的思路。

摘要：铁酸铋是目前最为重要的室温单相多铁性材料,其禁带宽度较小,具有较大的剩余极化强度与较高的铁电居里温度,在铁电随机存储器、光电器件等领域有着极佳的应用前景。但铁酸铋薄膜因Bi3+挥发和Fe3+的部分还原,易产生较大漏电流而制约了其实际应用。对铁酸铋薄膜进行掺杂,是改善其电性能的一种有效手段。围绕如何通过铁酸铋薄膜A位和B位掺杂来减少Bi3+挥发和抑制Fe3+还原,从引入掺杂离子后发生的缺陷反应和微结构变化等方面,对国内外近年来关于铁酸铋薄膜电性能掺杂改性的系列工作进行综述。阐述了A位镧系和碱土金属离子、B位过渡金属离子、A/B位离子共掺对铁酸铋薄膜微结构、漏电流及铁电性等方面的改性研究进展。对改性效果进行了比较,并从缺陷反应、薄膜晶体结构和表面形貌等方面对改性机理进行了详细介绍。此外,还提出了亟待解决的问题。

摘要：设计了一套在微波频段下测量铁电体块材铁电性的测量系统。该系统采用微带线结构,测量时将两端具有电极的铁电体块材放置在断开的微带线中间。可以在铁电体两端施加高达2000V的直流电压,来测量铁电体的介电常数随偏压的变化规律。设计了直流偏置电路和高压保护电路,以保证矢量网络分析仪的安全。用TRL法进行校准,得到待测材料的参数。编写了自动测量软件,采用VC++通过网线从矢量网络分析仪中读取测量数据,采用MATLAB进行数据处理,得到微波频段下铁电体铁电性的测量结果。

摘要：本文采用脉冲激光沉积技术,在SrTiO3 (001)衬底上,以La0.7Sr0.3MnO3薄膜为缓冲层和底电极,成功制备了沿(111)取向外延生长的Hf0.5Zr0.5O2 (HZO)薄膜。X射线衍射的结果表明,外延HZO薄膜中菱方相的比例随薄膜生长温度升高而增加,随薄膜厚度的增加而减小。原子力显微镜的结果表明,外延HZO薄膜表面平整,均方根粗糙度为0.228 nm。压电力显微镜的结果证明外延HZO薄膜在室温下表现出良好的铁电性,同时确定了其室温压电系数d33约为4.8 pm/V。这些实验结果为基于HZO薄膜电子器件的设计提供了重要实验依据。

摘要：为了研究甲胺基金属卤化物MAPbX_(3)铁电半导体的铁电性对光伏性能的影响,文中梳理了近几年MAPbX_(3)的相关研究文献,分析了MAPbX_(3)晶体的光学吸收和载流子输运性能的影响因素,阐述了MAPbX_(3)铁电性的验证方法及铁电体中载流子的分离机制,介绍了铁电半导体的应用,重点分析了MAPbX_(3)晶体结构方面的研究争议,讨论了MAPbX_(3)铁电性与铁弹性的关系,并对光伏器件的设计以及应用提出了新的研究思路。

摘要：多铁性磁电材料同时具有铁电性、铁磁性和磁电效应等多种性能,它为新功能存储器件的设计提供了可能性。主要综述了多铁性磁电单相和复合材料在存储技术领域的应用研究,包括基于多铁性磁电材料设计的"电写磁读"多铁性磁电存储器、多态存储器以及基于多铁性磁电材料设计双稳态储存器件的新原理和新思路;介绍了多铁性磁电材料在存储读头技术方面的应用;并将基于多铁性磁电材料的存储器与其他几种存储器作了简单比较;最后就多铁性磁电材料的存储技术发展面临的挑战进行了总结和归纳。

摘要：采用第一性原理,计算了钙钛矿材料BaTiO3四方相掺Fe前后的晶体结构、电子能带结构及掺Fe后的磁性质。计算结果表明:部分Fe离子替代钙钛矿B位的Ti4+后,体系出现铁磁性。由于Fe离子形式化合价为+3,因此替代Ti4+后,这种空穴掺杂将在价带顶引入空的掺杂能级。态密度结果表明:该能级为Fe4+离子的部分空的d轨道,造成体系中Fe3+、Fe4+离子的出现,而它们之间的双交换耦合使得体系出现铁磁性。

摘要：综述了(Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_3(简写为NBT)基无铅压电陶瓷的发展现状、特性及影响因素,用分子轨道理论解释了NBT强铁电性的成因,对研究较多的三个体系:NBT-ATiO_3(A=Ca,Sr,Ba)、NBT-BNbO_3(B=Na,K)和NBT-Ln掺杂体系给予了概括介绍,内容包括成分配比、性能和应用,并提出了NBT基无铅压电陶瓷的设计原则。

摘要：铁电/铁磁复合材料由于其铁电相与铁磁相之间存在相互耦合作用,在存储器,传感器,换能器等方面具有广阔的应用前景。本文采用水热法制备了钛酸钡/铁酸钴陶瓷,研究了烧结温度对陶瓷晶体结构、表面形貌、电性能、磁性能以及磁电耦合性能的影响。结果表明:陶瓷主晶相为钛酸钡和铁酸钴,无其他杂相,且结晶度较好;陶瓷表面较为平整、孔洞较少,晶粒分布均匀,平均晶粒尺寸约为1.2μm;烧结温度为1200℃时,剩余极化强度最大,为11.83μC/cm^2,烧结温度为1300℃时,剩余极化强度最小,仅为049μC/cm^2;烧结温度为1250℃时,漏电流密度比其它样品小两个数量级;烧结温度为1250℃的陶瓷具有最大的介电常数和最小的损耗;烧结温度为1200℃时陶瓷的剩余磁化强度最小,为6.03 emu/g,烧结温度为1300℃时所得陶瓷的剩余磁化强度最大,为37.64 emu/g,且在外场(2mT)作用下剩余极化强度的相对变化量最大(34.69%),表现出一定的磁电耦合特性。