钙钛矿型铁电超晶格中应变效应和尺寸效应的理论研究

项目名称： 钙钛矿型铁电超晶格中应变效应和尺寸效应的理论研究

项目编号： No.11304028

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： 杨鲲

作者单位： 大连海事大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 本项目以探索钙钛矿型铁电超晶格中的应变效应和铁电性尺寸效应问题为目的，以钛酸盐ATiO3和锆酸盐AZrO3钙钛矿型氧化物为超晶格组分来源，利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，主要围绕如下内容进行深入和系统的理论研究：构建合理的钙钛矿型氧化物超晶格结构模型，研究应变效应对超晶格体系的结构特征、结构稳定性和电子结构性质的作用，理解体系中每一组成部分及其之间相互作用、结合方式对超晶格铁电性的影响；进一步将超晶格与衬底和电极材料构成系统，探索电极间铁电超晶格铁电性的尺寸效应与退极化场、交叠周期、外延应变和界面等因素之间的关系，寻找该类超晶格铁电性调制规律，建立对该类型铁电材料的有效模拟方法，为开发高性能铁电材料新体系提供重要的理论依据。

中文关键词： 第一性原理；钙钛矿；铁电超晶格；尺寸效应；表面

英文摘要： The aim of this project is to explore the strain effect and size effect issues in the perovskite ferroelectric superlattices, with the ATiO3 and AZrO3 oxides as the superlattice components. By using the computational first-principles method based on density functional theory, we will make effort to simulate the superlattices of possible perovskite oxide materials combinations, and further to take the substrates and electrodes into account as a whole system. Through this project, we will investigate the effect of strain on geometric structure, structural stabilities and electronic structure properties of superlattices. The influences of each component and their interactions, combination styles on the polarization of superlattices will be clarified. Furthermore, The correlation of the ferroelectric size effect with depolarized field, modulation period, epitaxial strain and interface will be expolored. Based on effective modeling method, this project is expected to discover the modulation rule of ferroelectricity in perovskite superlattices, and to contribute to the design of new ferroelectric materials with desired properties.

英文关键词： First-principles；Perovskite；Ferroelectric-superlattice；Size-effect；Surface