铁电薄膜自身热效应下的极化疲劳微缺陷机理研究

项目名称： 铁电薄膜自身热效应下的极化疲劳微缺陷机理研究

项目编号： No.11402128

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 谢超

作者单位： 宁波大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 在持续外加交变电场作用下，铁电薄膜自身畴转热效应和焦耳热效应共同导致的温升，自热效应与微缺陷行为之间的交互作用，以及热失配内应力会强烈促进铁电薄膜结构中氧空位与位错等微缺陷的形成及其在界面的聚集。聚集后的缺陷通过局部退极化场强烈钉扎着铁电畴壁的运动，导致出现极化疲劳现象。因为极化疲劳会对铁电薄膜存储器工作的可靠性造成严重损害，所以揭示它的温度依赖微缺陷机制具有重要的科学意义。首先，本项目从铁电薄膜结构在循环荷载作用下的自身热效应入手，结合阻变效应、热力电耦合及尺寸效应，对结构中氧空位形成、迁移、聚集及位错形核过程进行解析模拟，确定微缺陷行为与自热效应之间的交互作用机理；其次，运用应变核、广义缺陷两类位错模型，模拟畴转与缺陷之间交互干涉作用，确定缺陷聚集与极化强度下降之间的定量关联；最后，通过实验验证手段完善解析模型，为控制铁电薄膜结构中的微缺陷行为，预估和优化结构寿命提供定量科学依据。

中文关键词： 铁电薄膜；界面失配；位错；热效应；性能退化

英文摘要： Under continuous external switching electric field cycling, the temperature rising resulting from the domain switching heating effect and the Joule heating effect, the interaction between the self-heating effect and the defect activities and the internal

英文关键词： Ferroelectric film；Interface mismatch；Dislocation；Heat effect；Property degradation