含Bi层状钙钛矿型铁电体中畴开关疲劳机理的原位透射电镜研究

项目名称： 含Bi层状钙钛矿型铁电体中畴开关疲劳机理的原位透射电镜研究

项目编号： No.11174166

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 卢朝靖

作者单位： 青岛大学

项目金额： 75万元

中文摘要： 铁电极化开关疲劳是阻碍铁电材料全面商业应用的主要问题之一，关于极化疲劳微观机制的争论从未停止。为清晰理解极化疲劳，最有效的办法就是用透射电镜等显微技术原位观察在外电场作用下伴随畴开关的微结构演变。由于实验上难度大，迄今还未见用透射电镜原位研究极化疲劳的报道。本项目以层状钙钛矿型Bi4Ti3O12和Bi3.15Nd0.85Ti3O12为对比研究对象，用透射电镜研究比较两铁电体中的晶格缺陷和畴结构，原位观察外电场作用下伴随畴开关的微结构演变，着重考察新畴成核地址、荷电缺陷对畴壁钉扎、反相畴界等缺陷对畴壁的脱钉作用。同时，原位观察铁电体/电极界面处缺陷层(和/或局域相分解)形成过程，关注界面缺陷层对新畴成核的抑制和对铁电体内部电场的屏蔽作用。结合观察结果，提出唯象模型，用蒙特卡罗模拟计算电滞回线的变化与疲劳行为。揭示Bi4Ti3O12易疲劳，而稀土掺杂Bi4Ti3O12耐疲劳的微观机制。

中文关键词： 透射电子显微镜；原位观察；铁电体；极化翻转；畴开关疲劳

英文摘要：

英文关键词： TEM；in-situ investigation；ferroelectrics；polarization reversal；domain-switching fatigue