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光生伏打效应对BaTiO₃薄膜铁电性能的影响

作　者: 李妍
导　师: 王强
学　校: 黑龙江大学
专　业: 光学
关键词: 铁电薄膜尺寸效应光生伏打效应
分类号: O484.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 18次
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内容摘要

随着科技的迅速发展对纳米材料需求越来越广泛,纳米尺寸的铁电薄膜由于其具有良好的铁电性、热释电性、压电性以及非线性光学等特性,在光学器件、感应器件、微波器件以及高密度非挥发性存储器件等工程领域具有广阔的应用前景,已成为目前纳米科学研究的热点之一。本文基于与时间相关的Ginzburg-Landau（TDGL）方程,对夹持在金属电极间的ABO₃型铁电薄膜进行了铁电性能模拟;讨论了光生伏打效应对纳米尺度下ABO₃薄膜铁电性能的影响,并探讨了力学加载对光生伏打效应的调控作用。模拟结果表明尺寸效应对薄膜的光电流具有显著的影响,光电流的大小可通过外部力学加载进行调控。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-12
  1.1 铁电薄膜研究进展  7-8
  1.2 光生伏打效应的研究进展与应用  8-9
  1.3 本论文的研究目的与意义  9-11
  1.4 本论文的主要内容及安排  11-12
第2章铁电体和铁电薄膜的基本理论  12-28
  2.1 铁电物理学的基本概念  12-14
  2.2 铁电体的热力学理论  14-17
    2.2.1 铁电材料静电学理论  14-16
    2.2.2 铁电材料的热力学自由能  16-17
  2.3 朗道相变理论  17-20
    2.3.1 序参量与对称破缺  17-18
    2.3.2 朗道相变理论  18-20
  2.4 铁电薄膜的自由能模型和变分求解方法  20-24
    2.4.1 铁电薄膜自由能模型  20-22
    2.4.2 变分分析方法  22
    2.4.3 极化随时间演化的Ginzburg-Landau 方程  22-24
  2.5 铁电薄膜的尺寸效应与表面效应  24-25
  2.6 铁电薄膜中的退极化场  25-26
  2.7 本章小结  26-28
第3章 BaTiO_3薄膜相关铁电性能的研究  28-39
  3.1 模拟方法  28-30
    3.1.1 基本理论模型  28-29
    3.1.2 模拟参数  29-30
  3.2 铁电薄膜内极化强度的分布  30-32
  3.3 BaTiO_3 薄膜的表面效应  32-34
  3.4 BaTiO_3 薄膜的尺寸效应  34-38
    3.4.1 薄膜厚度对相变温度的影响  34-35
    3.4.2 温度对临界厚度的影响  35-37
    3.4.3 薄膜厚度对电滞回线的影响  37-38
  3.5 本章小结  38-39
第4章光生伏打效应对BaTiO_3薄膜铁电性能的影响  39-49
  4.1 铁电薄膜的光生伏打效应  39-41
  4.2 理论模型  41-43
  4.3 尺寸效应与退极化场  43-48
    4.3.1 光生伏打效应对退极化场的影响  43-45
    4.3.2 薄膜内的光电流  45-46
    4.3.3 光生伏打效应对自发极化的影响  46-48
  4.4 本章小结  48-49
第5章力光耦合作用对BaTiO_3薄膜铁电性能的影响  49-55
  5.1 力光耦合场的影响  49-54
  5.2 本章小结  54-55
结论  55-57
参考文献  57-64
致谢  64

光生伏打效应对BaTiO3薄膜铁电性能的影响

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