导读:本文包含了极化疲劳论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:铋层状铁电薄膜,极化疲劳,肖特基势垒,电子注入
极化疲劳论文文献综述
张万里[1]（2017）在《钕锰共掺的钛酸铋铁电薄膜的性能调控及其极化翻转疲劳机理研究》一文中研究指出BIT(Bi4Ti3O12)系铋层状铁电薄膜以其居里温度高、剩余极化大和抗疲劳特性好而成为替代商业PZT((Pb,Zr)TiO3)铁电存储器芯片最具潜力的铁电材料之一。由于BIT系铋层状薄膜晶胞的各向异性,其极化方向更靠近a轴,因此有必要对BIT系薄膜进行有效的性能调控。近年来,人们针对多铁BFO(BiFeO3)薄膜材料的极化疲劳机理研究取得了较大的进展:实现了对该种铁电薄膜的电畴等微观结构的PFM、TEM原位观测,并提出了肖特基势垒引发的电子注入为诱发极化疲劳的主要原因。而针对BIT系铋层状铁电薄膜的极化疲劳的电畴微观原位观测未见报道。本文将选取Nd和Mn共掺的Bi3.15Nd0.85Ti2.99Mn0.01O12(BNTM)薄膜作为研究对象,针对薄膜的性能调控和依赖于温度的铁电极化疲劳机理两方面开展工作,总结如下:1、探究了底部BIT种子层和顶部BIT覆盖层对BNTM薄膜的性能调控机理。对于底部BIT种子层在550-700 oC温度处理的BNTM薄膜而言,随着种子层的加入,薄膜表现出更高的[117]晶粒取向、更大的晶粒尺寸、较低的负向漏电流密度及更优异的抗疲劳特性。其中BIT种子层600oC退火处理的BNTM(BIT-600)具有最大的剩余极化值(2Pr=114.5μC/cm2@270 kV/cm)和最高的介电常数及调谐率(r?=575.5@2 V;Tunability(%)=16.9%@8 V)。其原因在于BIT种子层的晶粒成核率与晶粒生长之间存在着竞争关系,BIT-600的种子层恰好处于最佳平衡点,从而达到各项性能最优。在添加顶部BIT覆盖层后,BNTM薄膜的晶粒增大、剩余极化变大,抗疲劳特性也得到明显的改善。其机理在于BIT覆盖层使得BNTM薄膜表面的一部分Bi元素损失得到补偿和表面晶粒再结晶。2、研究了[117]取向BNTM薄膜的高低温铁电极化翻转和疲劳特性。发现BNTM薄膜在低温(<200 K)情况下没有极化疲劳,这与该区间铁电极化由畴的成核率主导以及氧空位或缺陷电荷在低温下很难实现长距离的输运有关;在200-300 K区间,薄膜的抗极化疲劳特性随着温度的增加逐渐变差,其原因在于随着温度的增加,畴壁数量增多,畴钉扎效应发挥主导地位并逐渐得到增强;高温300-400 K区间,薄膜的极化疲劳随着温度的增加逐步得到改善。通过交流阻抗频谱技术对薄膜内部导通电荷进行了平均激活能的拟合,得到薄膜的激活能在300-475 K分为叁个不同区间。首先,在300-375 K区间薄膜的平均激活能为0.01-0.03 eV,该数值对应的是跳变电子和陷阱电荷在局部区域迁移导电;第二,在375-425 K区间激活能为0.09-0.1 eV,对应着跳变电子和一部分空穴迁移导电;第叁,在425-475 K区间激活能为0.18-0.2 eV,对应为大量的空穴长距离迁移导电。薄膜在高温区间极化疲劳特性得到改善的原因在于一部分处于畴钉扎处的氧空位缺陷被转移,引发畴退钉扎效应增强。通过对薄膜的PFM面内畴和面外畴的综合分析,我们发现在未翻转的BNTM薄膜表面存在着“头对头”、“尾对尾”结构的非中性畴壁,这将让我们对BNTM薄膜的极化疲劳机理有了一个更深入的认识。3、制备了不同晶粒取向的BNTM薄膜,针对于a轴取向、[117]取向及其混合取向的BNTM薄膜,分别探究了其高低温铁电翻转特性和高温极化疲劳特性的差异性。研究发现a轴取向BNTM薄膜随着温度的增加,抗疲劳特性逐渐变差,而[117]取向薄膜的疲劳特性表现为逐步得到改善。其原因在于a轴取向薄膜更多是由180o畴组成,并且晶粒导电离子的平均激活能较低。这样畴钉扎效应较弱,薄膜的疲劳特性由界面层所调控,随着温度的升高,界面层厚度增加,薄膜的疲劳特性变差。4、分析了不同Nd比例掺杂的BNTM薄膜的极化翻转及疲劳温度特性,发现随着温度的升高,BTM(未掺杂)和BNTM05(掺杂比例为0.5)薄膜极化疲劳减少量表现出先增大后减少的趋势,而BNTM85(掺杂比例为0.85)的薄膜极化疲劳则逐步得到改善。其原因在于随着温度的升高,在氧空位浓度高的薄膜中有小部分氧空位被电极收集,导致电极/薄膜处的界面层厚度增加,薄膜的疲劳特性变差,而在350-400 K区间由于更多的氧空位在高温下被电极所收集,一部分表面电荷参与极化翻转,薄膜的极化疲劳特性得到改善。5、设计了Pt、Au、Ni Fe、Al四种不同功函数值的金属作为顶电极的薄膜电容结构,并探究了该电容结构的温度疲劳特性。实验表明,Pt、Au、NiFe作为顶电极的薄膜电容高温疲劳特性变化趋势一致,均为先变差后得到改善,而Al顶电极的薄膜电容的疲劳特性衰减得更为严重。通过比较其疲劳前后的介电常数变化,得到Pt、Au、NiFe顶电极的薄膜电容的介电常数均表现出一定比例的降低,说明肖特基势垒起到了收集一部分空穴并引发电极/薄膜处的界面层增厚的作用;而Al顶电极薄膜电容的介电常数基本上保持不变。通过对四种薄膜电容的内部激活能比较,得出Al顶电极的薄膜电容在425-475 K区间的激活能为0.55 eV,而其他金属顶电极电容均为0.19 eV。结合能带图分析,Al和薄膜形成的界面势垒跟其他金属和薄膜形成的不一样,为空穴阻挡层,通过它们的激活能差值分析,得到薄膜的功函数值约为4.66 eV,这为我们获得薄膜功函数值提供了一种新的思路。而顶电极Al与底电极Pt构成的负向偏置会引发一个更大的电子注入效应,在一定程度上揭示了Al顶电极的薄膜电容疲劳变差的主要原因为电子注入效应。(本文来源于《湘潭大学》期刊2017-05-01）
杜晓莉,张修丽,刘宏波,季鑫[2]（2015）在《聚(偏氟乙烯-叁氟乙烯)纳米薄膜极化反转与疲劳特性》一文中研究指出采用旋涂法制备了厚度为140 nm的聚(偏氟乙烯-叁氟乙烯)[P(VDF-TrFE)]纳米薄膜,研究了不同退火温度以及环境相对湿度对薄膜的极化反转和疲劳性能的影响.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪等测试技术对薄膜的微结构进行了表征.实验结果表明,通过不同温度的退火处理,P(VDF-TrFE)铁电薄膜的结晶度随着退火温度的升高而不断提高,并且一定的温度范围内的退火处理可以提高薄膜的极化性能;此外,P(VDF-TrFE)铁电薄膜性能还表现出一定的环境湿度的敏感特性,这与薄膜的物理性能和结构特点密切相关;P(VDF-TrFE)铁电薄膜在不同的环境湿度条件下表现出较好的电学特性,其漏电流均保持在107A/cm2的较低水平.本工作揭示了再退火过程对薄膜的极化反转速度和疲劳恢复特性的影响,并结合薄膜二次疲劳结果,探讨了薄膜可逆的内部疲劳恢复特性机理.(本文来源于《物理学报》期刊2015年16期）
娄晓杰[3]（2013）在《铁电材料的极化疲劳:基本机理和最新进展(英文)》一文中研究指出简要回顾了铁电材料中极化疲劳现象的基本机理和最新进展。详细地介绍了作者和其合作者最近创立的LPD-SICI模型(LPD-SICI是指极化翻转引起的电荷注入导致的局域相分离)。LPD-SICI模型认为导致铁电材料中极化疲劳的主要原因是:在极化翻转早期形成的针状畴顶端的非屏蔽束缚电荷在电极-薄膜界面处会导致强烈的电荷注入(主要是电子),引起局域的焦耳热,最后在畴成核位置引发局域相分离。通过回顾过去几年在铁电材料电学极化疲劳方面实验研究的最新进展,得出LPD-SICI模型与过去叁年中文献上发表的大多数实验观测相一致,并可以解释这些现象的起因。因此,极化翻转导致的局域相分离可能是各种类型铁电材料极化疲劳的共同起因。(本文来源于《中国材料进展》期刊2013年06期）
杨凤娟,程璇,张颖[4]（2012）在《铁电陶瓷电极化和电疲劳行为的原位Raman光谱研究》一文中研究指出利用原位Raman光谱技术,研究了未极化掺镧锆钛酸铅Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3试样在直流加载下Raman谱峰强度比I_(E(2To))/I_(E(3TO-2LO)+B1)的变化,提出了以反映晶粒内铁电畴择优取向程度的参数值△R_(max),并基于与极性晶格振动模有关的长程静电作用的考虑,建立了I_(E(2TO))/I_(E(3TO-2LO)+B1)的变化与铁电畴取向之间(本文来源于《第16届全国疲劳与断裂学术会议会议程序册》期刊2012-11-02）
张慧霞,戚霞,邓春龙,王伟伟[5]（2011）在《极化电位下高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展的表征》一文中研究指出研究了不同极化电位下高强钢在3.5%NaCl溶液中疲劳裂纹扩展速率的变化规律.在强阴极极化(-1100 mV～-1200mV)和阳极极化(-200mV～-400mV)条件下,高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展寿命明显缩短,而极化电位为-800 mV～-1000mV时,高强钢腐蚀疲劳寿命延长.在Paris经验公式的基础上,引入环境加速因子C(E),建立裂纹扩展速率da/dN与极化电位E之间的关系模型.依据此模型计算的数值与实验值的平均相对误差小于9%,模型精度满足工程应用的要求.(本文来源于《腐蚀科学与防护技术》期刊2011年03期）
刘俊刁,陈如麒,沈韩,陈敏,姚李兵[6]（2011）在《钛酸锶钡陶瓷的铁电极化疲劳效应》一文中研究指出用微分电滞回线谱分析方法研究了钛酸锶钡Ba0.95Sr0.05TiO3(BST)陶瓷圆片的铁电极化疲劳效应,发现其疲劳过程可以分成叁个阶段,当反转次数在105-106次时出现老化效应,反转106-108时出现疲劳效应,反转108次以上则样品完全疲劳,铁电性几乎消失。(本文来源于《中山大学学报(自然科学版)》期刊2011年03期）
宁平凡,崔彩娥,黄平,康爱国,郝虎在[7]（2009）在《循环电场下钙钛矿铁电薄膜的极化疲劳机制》一文中研究指出将循环电场引起电荷注入并产生局部相分解的理论引入到氧空位模型中,建立了一个解析形式的钙钛矿结构铁电薄膜极化疲劳模型。结合该模型讨论了铁电薄膜与金属电极间的低介电常数界面层对疲劳特性的影响,认为界面层对疲劳的产生起关键作用。运用该模型分析了不同松弛时间、电压、温度下的疲劳特性,并与已报道的实验结果进行了对比,模型计算结果与实验数据具有很好的一致性。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2009年06期）
宁平凡[8]（2009）在《铁电薄膜的极化疲劳机理研究》一文中研究指出铁电薄膜存储器具有高存取速度、高密度、抗辐射和不挥发等特点,引起了人们广泛的研究兴趣。应用于非挥发性存储器的铁电薄膜必须满足极化反转多次(≥1012)而不发生存储单元失效的要求。铁电薄膜的极化疲劳是导致存储单元失效的最重要的因素之一,人们进行了大量的研究来探寻极化疲劳的机理,然而至今仍没有一个令人满意的物理模型。本论文的工作主要是通过总结分析铁电薄膜极化疲劳的典型实验现象和已有的各种解释,提炼出极化疲劳的微观物理图像,建立合理的极化疲劳模型。研究了PZT铁电薄膜的极化疲劳机制。铁电薄膜的极化疲劳是一个多种因素共同参与的复杂过程,而以往的模型大多只考虑一种因素主导而忽略了其他的因素。本文在综合考虑氧空位向界面层的跃迁汇聚、电子注入还原高价阳离子产生新的氧空位以及局部相分解(LPD,Local phase decomposition)叁种因素的基础上得出了极化疲劳过程的基本物理图像,认为铁电薄膜与电极界面附近氧空位浓度的增加和LPD是相互促进的。将电荷注入以及LPD理论引入到Dawber-Scott模型中,建立了一个综合考虑多种因素的解析形式的PZT薄膜极化疲劳模型。结合新建立的综合模型讨论了低介电常数界面层在疲劳过程中的作用,认为界面层对疲劳的产生起关键作用。运用该模型分析了不同松弛时间、电压、频率以及温度下的疲劳特性。在与已报道的实验结果进行对比后发现,模型计算结果与实验数据具有很好的一致性。研究了铋层类钙钛矿结构铁电薄膜的极化疲劳问题。本文从两种材料晶体结构的差异出发,总结了Bi2O22+层影响疲劳特性的叁个方面。将Bi2O22+的叁种作用引入到PZT薄膜极化疲劳的模型中,将其扩展为适用于铋层类钙钛矿结构铁电薄膜的疲劳模型。利用扩展模型分析了电压、频率、温度以及材料的介电常数和畴结构等因素对疲劳特性的影响。将理论模拟结果与文献报道的实验现象进行对比,验证了引入铋氧层作用的合理性。(本文来源于《太原理工大学》期刊2009-05-01）
刘俊明,王阳[9]（2008）在《重温Pb(Zr_xTi_(1-x))O_3铁电薄膜极化疲劳问题》一文中研究指出具有ABO3型钙钛矿结构的Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT)展示出良好的铁电极化性能,是使用最广的铁电材料.然而,在将它应用于铁电存储时,PZT薄膜遭遇到极化疲劳问题而被SrBi2Ta2O9(SBT)等铁电体所替代,这一问题至今未能得到妥善解决.文章首先通过变温极化疲劳实验充分理解PZT极化疲劳的基本过程,然后有针对性地进行材料设计,获得基本无极化疲劳的PZT铁电薄膜.(本文来源于《物理》期刊2008年05期）
张鹏展,沈明荣,陈丽莉[10]（2007）在《测试频率对钕掺杂钛酸铋铁电薄膜极化反转疲劳特性的影响》一文中研究指出首先介绍了铁电薄膜极化反转疲劳特性测试原理,然后研究了Bi3.54Nd0.46Ti3O12(BNT)铁电薄膜在不同测试频率下的极化反转时的疲劳特性.采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了BNT薄膜,发现其极化反转时的疲劳特性与外加测试频率之间存在着极强的依赖关系.研究表明BNT薄膜抗疲劳特性随测试频率减小而变差.在外加反转电场强度为2倍矫顽场强时,测试频率分别为50 kHz1、00 kHz和1 MHz的情况下,经过6.7×108次极化反转后,薄膜的剩余极化值分别下降了36.1%、16.9%和7.1%.在相同条件下,测试了目前铁电存储器用的PbZr0.52Ti0.48O3(PZT)薄膜的疲劳特性,并与BNT的相比较,发现BNT薄膜的抗疲劳特性要明显优于PZT薄膜.文中对上述实验现象作了初步的解释.(本文来源于《苏州大学学报(自然科学版)》期刊2007年03期）
极化疲劳论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用旋涂法制备了厚度为140 nm的聚(偏氟乙烯-叁氟乙烯)[P(VDF-TrFE)]纳米薄膜,研究了不同退火温度以及环境相对湿度对薄膜的极化反转和疲劳性能的影响.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪等测试技术对薄膜的微结构进行了表征.实验结果表明,通过不同温度的退火处理,P(VDF-TrFE)铁电薄膜的结晶度随着退火温度的升高而不断提高,并且一定的温度范围内的退火处理可以提高薄膜的极化性能;此外,P(VDF-TrFE)铁电薄膜性能还表现出一定的环境湿度的敏感特性,这与薄膜的物理性能和结构特点密切相关;P(VDF-TrFE)铁电薄膜在不同的环境湿度条件下表现出较好的电学特性,其漏电流均保持在107A/cm2的较低水平.本工作揭示了再退火过程对薄膜的极化反转速度和疲劳恢复特性的影响,并结合薄膜二次疲劳结果,探讨了薄膜可逆的内部疲劳恢复特性机理.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
极化疲劳论文参考文献
[1].张万里.钕锰共掺的钛酸铋铁电薄膜的性能调控及其极化翻转疲劳机理研究[D].湘潭大学.2017
[2].杜晓莉,张修丽,刘宏波,季鑫.聚(偏氟乙烯-叁氟乙烯)纳米薄膜极化反转与疲劳特性[J].物理学报.2015
[3].娄晓杰.铁电材料的极化疲劳:基本机理和最新进展(英文)[J].中国材料进展.2013
[4].杨凤娟,程璇,张颖.铁电陶瓷电极化和电疲劳行为的原位Raman光谱研究[C].第16届全国疲劳与断裂学术会议会议程序册.2012
[5].张慧霞,戚霞,邓春龙,王伟伟.极化电位下高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展的表征[J].腐蚀科学与防护技术.2011
[6].刘俊刁,陈如麒,沈韩,陈敏,姚李兵.钛酸锶钡陶瓷的铁电极化疲劳效应[J].中山大学学报(自然科学版).2011
[7].宁平凡,崔彩娥,黄平,康爱国,郝虎在.循环电场下钙钛矿铁电薄膜的极化疲劳机制[J].人工晶体学报.2009
[8].宁平凡.铁电薄膜的极化疲劳机理研究[D].太原理工大学.2009
[9].刘俊明,王阳.重温Pb(Zr_xTi_(1-x))O_3铁电薄膜极化疲劳问题[J].物理.2008
[10].张鹏展,沈明荣,陈丽莉.测试频率对钕掺杂钛酸铋铁电薄膜极化反转疲劳特性的影响[J].苏州大学学报(自然科学版).2007