含铁电间界耦合的铁电双层膜的极化和介电性质的理论研究

【摘要】： 由于铁电薄膜与体材料相比具有良好的压电、热释电、电光、声光、光折变效应等优良的特性,因此铁电薄膜的制备技术一直受到人们的广泛关注和重视。由于铁电薄膜与电极之间、不同材料之间的界面应力以及缺陷都是原始生的,它们的存在会造成薄膜结构的局部差异,结果会在薄膜表面或界面附近产生结构过渡区,正是这种结构过渡区对铁电薄膜性质产生了较大的影响。 本论文在平均场近似理论下,采用横场Ising模型,研究了铁电双层膜的极化分布、相变温度和介电性质的表面过渡层效应。在铁电双层膜性质研究中引入了表面过渡层概念,研究结果表明表面过渡层存在是铁电双层薄膜性质不同于体材料的本质原因,而表面过渡层的厚度是影响铁电双层膜极化性质和介电性质的一个很重要的因素。在有衬底和电极的铁电双层膜的性质的研究中,表面过渡层的影响不能忽略;表面过渡层可以使铁电双层膜的相变温度低于体材料的相变温度;随着表面过渡层厚度的增加,以及表面处的赝自旋相互作用强度减小或隧穿频率增加,都会导致铁电-顺电的相变温度降低,介电峰向低温移动,但表面过渡层厚度的影响更显著。