Регистрация / Вход
Прислать материал

Доменная инженерия на примере классического сегнетоэлектрика титаната бария методами сканирующей зондовой микроскопии

ФИО
Ильина Татьяна Сергеевна
Электронная почта
70805d3050f1iltany94@mail.ru
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Материаловедения полупроводников и диэлектриков
ФИО научного руководителя
к.ф.-м.н, доцент Малинкович М. Д. и PhD, к.ф.-м.н, с.н.с. Киселев Д. А.
Академическая группа
МПП-13-1
Наименование тезиса
Доменная инженерия на примере классического сегнетоэлектрика титаната бария методами сканирующей зондовой микроскопии
Тезис

Исследования сегнетоэлектриков и родственных материалов методами сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) играют важную роль в развитии практических применений сегнетоэлектрических материалов. Возможности СЗМ позволяют, например, вести разработку систем сегнетоэлектрической памяти со сверхвысокой плотностью записи – сотни гигабит на квадратный сантиметр. Наиболее информативным СЗМ методом исследования и модификации доменной структуры сегнетоэлектрических материалов является силовая микроскопия пьезоэлектрического отклика (СМП). Помимо обеспечения требуемого пространственного разрешения при исследованиях, СМП позволяет локально воздействовать на поверхность образца электрическим полем, тем самым создавая доменную структуру с масштабом порядка радиуса кантилевера (10-20 нм) и изменять поляризацию доменов.

В настоящей работе объектом исследования выбран классический сегнетоэлектрик – монокристалл титанат бария. Методом СМП получены изображения as-grown доменной структуры сегнетоэлектрического материала. Показано, что интенсивность сигнала пьезоотклика (поляризация) отдельно стоящих доменов имеет степенную зависимость от радиуса домена, с показателем степени ~ 0.5. В режиме спектроскопии переключения СМП получены петли пьезоэлектрического гистерезиса. Наблюдаемое уменьшение на 30% максимального сигнала пьезоотклика после снятия 50-ти петель в одной точке указывает на наличие эффекта усталости (fatigue) в сегнетоэлектрическом материале. При приложении постоянного напряжения амплитудой 40 В на кантилевер СЗМ удалось создать устойчивые во времени индуцированные домены. Экспериментальные результаты наглядно показывают, что методика СМП дает развернутое представление о доменной структуре сегнетоэлектрического материала – титаната бария, при этом не разрушая образец, и может быть успешно использована для задач доменной инженерии.

Работа выполнена под руководством к.ф.-м.н, доцента Малинковича М. Д. и PhD, к.ф.-м.н, с.н.с. Киселева Д. А.