中科院上海技物所：铁电体系物理机制研究

近日，中国科学院上海技物所红外物理国家重点实验室“在利用直流偏置下的介电响应分析 Pb0.5Sr0.5TiO3薄膜的弥散型相变和类弛豫体行为”方面的研究成果发表在近期国际著名学术期刊《应用物理快报》上(Appl. Phys. Lett. 90, 242908 (2007))。
 
弥散型相变和铁电弛豫现象一直就是铁电体系物理机制研究中一个倍受关注的热点，尤其对于铁电薄膜更是如此。然而铁电薄膜中弥散型相变、铁电弛豫的产生机制至今还没有完全清晰。该工作的焦点就在于利用直流偏压下铁电薄膜的介电响应来研究 Pb0.5Sr0.5TiO3 薄膜的弥散型相变和铁电弛豫机制。通过不同温度下C-V 的测量，科研人员在高于相变温度的温度范围里发现了纳米尺度的极化微区(nano-polar nanoregions or clusters)，并利用 Chen Anget al.提出的“Multipolarization mechanism”模型对实验数据进行了拟合，进一步确定了极化微区的存在以及其对介电常数的贡献随温度的变化趋势。而极化微区已经被学术界公认为是铁电体材料出现弥散型相变、铁电弛豫现象的关键因素。
 
同时科研人员提出：对于 Pb0.5Sr0.5TiO3薄膜材料，纳米极化微区可能主要来源于：(1)Sr 对 Pb 的 A 位替代引起的纳米尺度内化学成分的涨落；(2)生长薄膜过程中出现的缺陷(主要是氧空位)、应力、杂质；(3)薄膜晶粒减小引起的长程对称序的减弱。