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金属所在铁电异质界面发现极化巨大增强现象

铁电材料由于具有铁电、介电、压电、热释电等丰富的物理性能,被广泛应用于非易失性铁电存储器、电容器、制动器、热释电探测器等电子器件中。为满足电子器件小型化的发展需求,铁电体需要以低维薄膜的形式集成到电子器件中。但是,随着薄膜厚度的减小,在异质界面去极化场的作用下,铁电极化会显著降低甚至消失,如何保持甚至增强超薄铁电体的极化是该领域长期以来面临的基础性科学难题。 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室固体原子像研究部的界面结构研究团队长期致力于材料基础科学问题的电子显微学研究,经过多年的学术积累,近来他们在解决上述科学难题方面取得新进展。研究员马秀良、朱银莲和博士刘颖等人提出充分利用异质界面两侧不同的自由度,构筑在界面处同时具有化学价态不连续与铁电极化不连续的PbTiO3/BiFeO3异质薄膜体系。利用具有原子尺度分辨能力的像差校正电子显微术,发现在具有头对尾极化特征的界面附近,铁电PbTiO3中存在约~8%的面外......阅读全文

什么是铁电畴?

   为什么铁电体会有电滞回线?主要是因为铁电体是由铁电畴组成的。理想单畴铁电单晶体中,晶体内部所有区域的自发极化P全部指向同一方向,整个晶体将在内外部空间建立起电场。那么周围空间将储存相当大的静电能量,从能量角度来看,这种状态是不稳定的。因此,晶体中铁电相的自发极化总是会分裂成一系列极化方向不同的

什么是铁电畴?

为什么铁电体会有电滞回线?主要是因为铁电体是由铁电畴组成的。理想单畴铁电单晶体中,晶体内部所有区域的自发极化P全部指向同一方向,整个晶体将在内外部空间建立起电场。那么周围空间将储存相当大的静电能量,从能量角度来看,这种状态是不稳定的。因此,晶体中铁电相的自发极化总是会分裂成一系列极化方向不同的小区域

金属所铁电超薄薄膜中强极化可持续性研究获进展

  近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室固体原子像研究部研究员马秀良、朱银莲等,在超薄铁电薄膜中发现强极化的可持续性现象。  超薄铁电体在超级电容器等微纳电子领域有着广泛的应用前景。早在上世纪70年代人们认识到铁电薄膜中存在着一个临界尺寸,当薄膜厚度小于这个临界尺寸时,退极化场的

华东师大首次实现低维铁电极化超低功耗反转

      华东师范大学极化材料与器件教育部重点实验室段纯刚、钟妮、向平华研究团队一项研究中首次提出自发离子吸附策略实现低维铁电极化的超低功耗反转。相关研究成果近日发表于《自然—通讯》。 具有高速、低功耗和非易失性的铁电材料在储能、信息存储和红外探测方面等

物构所自驱动紫外光电探测铁电材料研究获进展

  紫外光电探测在军事、医疗、环境等领域具有非常广泛的应用。但是目前所报道的紫外光电探测大部分都需要有外加电压的存在才能够工作,制约着光电器件往便携、节能方面的发展。铁电体具有自发极化,且在光照下铁电自发极化所产生的内建电场能够促进光生载流子的分离,在自驱动光电探测领域显示了广阔的应用前景。与传统的

东南大学分子铁电晶体研究取得重要阶段性研究进展

  在国家自然科学基金委重大研究计划(资助号:90922005)和重点项目(资助号:20931002)的大力支持下,东南大学有序物质科学研究中心的科研人员与美国华盛顿大学和中科院福建物构所等的相关科研人员的通力合作,在分子铁电晶体领域取得重要阶段性研究进展。其最新研究成果1月25日的Science杂

福建物构所铅-碘基有机-无机杂化反铁电材料研究获进展

  作为电子器件的最基本元件,储能和转换的电活性材料一直是学术界研究的重要课题。其中,具有双电滞回线特征的反铁电材料占据了主导地位。反铁电体是在一定温度范围内相邻离子联线上的偶极子呈反平行排列,宏观上自发极化强度为零的材料。不同于铁电体,反铁电体具有很高的储能能力,较高的储能密度和快速的放电速率。目

福建物构所极化快速翻转铁电晶体材料研究获进展

  铁电体是一类重要的极性光电功能材料,表现出丰富的非线性光学、压电、热释电、铁电和光伏等性能,其本质特征是自发极化在外电场作用下发生反转。近年来,铁电分子化合物受到了人们的广泛关注,逐渐发展为传统无机铁电陶瓷的一类重要补充材料。然而,如何实现自发极化的快速反转是当前分子铁电材料研究所需要解决的一个

福建物构所分子基铁电晶体材料研究获新进展

  铁电晶体是在居里温度以下电偶极子自发排列形成电畴,并可以随外加电场而使自发极化反向的一种材料。有极轴且无对称中心是铁电体的必要条件,因此,居里温度以下的铁电体必然也具有压电性。铁电材料对电信号表现出高介电常数,对温度改变表现出大的热释电响应,在应力或声波作用下具有强的压电效应和声光效应,在强电场

福建物构所有机无机杂化双轴铁电光伏材料研究获进展

  铁电体是一类重要的功能材料,它最显著的特性是材料内部的自发极化能够在外界条件(压力、电场、光等)下改变方向。与单轴铁电体相比,多轴铁电体具有多个等效极化方向,极化翻转更加容易。近年来,有机无机杂化钙钛矿因其丰富的物理特性,在光伏器件、存储器、传感器等领域具有广阔的应用前景。然而,基于杂化钙钛矿实

北京科技大学:取得负热膨胀体系铁电研究领域重要成果

  北京科技大学邢献然、陈骏教授团队创新研究理念,运用“相界面应变”制备超强铁电薄膜,在负热膨胀体系铁电研究领域获得重要成果。8月3日,该项研究成果以《通过相界面应变制备巨大极化的超四方薄膜》为题在国际顶级学术期刊《Science》上发表。  邢献然、陈骏教授团队二十年如一日,着眼应用广泛、功能丰富

我国学者设计合并实现自发极化效应的快速反转

  铁电体是一类重要的极性光电功能材料,表现出丰富的非线性光学、压电、热释电、铁电和光伏等性能,其本质特征是自发极化在外电场作用下发生反转。近年来,铁电分子化合物受到了人们的广泛关注,逐渐发展为传统无机铁电陶瓷的一类重要补充材料。然而,如何实现自发极化的快速反转是当前分子铁电材料研究所需要解决的一个

福建物构所极化快速翻转铁电晶体材料研究获进展

  铁电体是一类重要的极性光电功能材料,表现出丰富的非线性光学、压电、热释电、铁电和光伏等性能,其本质特征是自发极化在外电场作用下发生反转。近年来,铁电分子化合物受到了人们的广泛关注,逐渐发展为传统无机铁电陶瓷的一类重要补充材料。然而,如何实现自发极化的快速反转是当前分子铁电材料研究所需要解决的一个

东华大学王宏志教授《自然·通讯》:舒适性的摩擦织物材料

  近日,东华大学王宏志教授课题组在可穿戴能源领域取得新进展,相关研究成果以《具有湿热稳定性和舒适性的摩擦/铁电协同电子织物材料》(“All-fiber tribo-ferroelectric synergisticelectronics with high thermal-moisture sta

福建物构所双层钙钛矿铁电材料双光子吸收研究获进展

  铁电材料因在光电方面的应用而受到广大科研人员的关注。铁电体中对称性破缺引起的自发极化有利于光生载流子的分离,从而产生优异的光电导和光伏性能。因此,研究铁电材料中光与物质的相互作用(双光子光学吸收)具有重要意义。传统无机钙钛矿铁电材料的双光子吸收系数一般较小,有机-无机杂化钙钛矿的发展为设计新型具

压电陶瓷极化与电滞回路

  压电陶瓷的极化   压电陶瓷材料没极化前自由电子是无序排列的; 极化处理后,沿极化方向产生剩余极化成为各向异性的多晶体,自由电子趋向一致, 压电性大大增强。如图1、图2所示,压电陶瓷材料可以做成任意形状、任意极化方向。极化前后的压电陶瓷材料有着不同的介电常数ε和压电常数d 。   设极化前的

压电陶瓷极化与电滞回路

压电陶瓷的极化压电陶瓷材料没极化前自由电子是无序排列的; 极化处理后,沿极化方向产生剩余极化成为各向异性的多晶体,自由电子趋向一致, 压电性大大增强。如图1、图2所示,压电陶瓷材料可以做成任意形状、任意极化方向。极化前后的压电陶瓷材料有着不同的介电常数ε和压电常数d 。设极化前的介电常数:ε11 =

福建物构所高显色指数白光铁电晶体材料研究获进展

  作为功能材料的一个重要分支,发光铁电体对于平板显示器、场发射显示器 (FED) 等技术应用极其重要。迄今为止,发光铁电大部分工作都集中在通过在无机铁电陶瓷中掺杂稀土离子来实现,存在相分离、色分离和自吸收等问题。而在单组份的铁电材料体系中,发光铁电体特别是具有高显色指数白光发射的铁电材料尚未发现。

福建物构所自驱动光电探测铁电晶体材料研究获进展

  新一代光电探测器件中,外置电源一直是制约系统性能与器件小型化的关键瓶颈。因此,无需电源模块的自驱动光电探测在下一代便携式、节能光电器件中展现出广阔的应用前景。相比于传统的p-n结/异质结半导体材料,铁电材料提供了一种简单有效实现自驱动光电探测的方式。光辐射下,单相铁电材料内部产生光生电子空穴对,

福建物构所铁电半导体光电探测晶体材料研究获进展

  铁电材料是一类特殊的极性化合物,基于自发极化效应表现出优良的非线性光学、压电、热释电和铁电等性能,在信息存储、红外探测、声表面波和集成光电器件等领域有着重要应用,特别在光辐照下材料内部将出现非平衡载流子的激发,诱导电子云结构发生不对称变化,从而诱导宏观极化产生许多新的现象,如反常光伏效应、光折变

物理所等发现立方钙钛矿磁电多铁性材料

  磁电多铁性材料是指同时具有磁有序与电极化有序的一类多功能材料,利用两种有序的共存和相互耦合,可以实现磁场调控电极化或用电场改变磁性质。近十年来,多铁性材料由于丰富的物理内含和广泛的应用前景,一直是凝聚态物理和材料科学的一个研究热点。钙钛矿氧化物是研究铁电与多铁性最重要的材料体系之一。在传统钙钛矿

物理所等发现立方钙钛矿磁电多铁性材料

  磁电多铁性材料是指同时具有磁有序与电极化有序的一类多功能材料,利用两种有序的共存和相互耦合,可以实现磁场调控电极化或用电场改变磁性质。近十年来,多铁性材料由于丰富的物理内含和广泛的应用前景,一直是凝聚态物理和材料科学的一个研究热点。钙钛矿氧化物是研究铁电与多铁性最重要的材料体系之一。在传统钙钛矿

Nature:铁电材料性能的预测与优化

  铁电材料是一种存在自发极化的材料,且自发极化有两个或多个可能的取向,在电场作用下,其取向可以改变。它具有介电、压电、热释电、铁电以及电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等重要特性。铁电体概括起来可以分成两大类,一类以KH2PO4为代表,具有氢键,从顺电相过渡到铁电相是无序到有序的相变,

有机无机钙钛矿分子压电材料研究获进展

  日前,中国科学院深圳先进技术研究院与东南大学教授熊仁根、游雨蒙团队及美国托莱多大学、南京大学、北京大学等单位联合,在有机无机钙钛矿分子压电材料取得突破。相关研究工作已于7月21日在《科学》(Science)发表。东南大学为第一通讯单位,美国托莱多大学、深圳先进院纳米调控与生物力学研究室为共同通讯

福建物构所二维铁电光电探测晶体材料研究获进展

  钙钛矿铁电体是一类重要的极性光电功能材料,在非线性光学、热释电探测和铁电信息存储等领域有着广阔的应用前景。近年来,纯无机钙钛矿(CsPbX3, X = Cl, Br, I)因在太阳能电池、发光二极管以及激光等方面展现优异的性能而备受关注,然而,其相应的铁电性能仍需进一步深入探索和研究。  中国科

研究揭示潜在Sn基杂化钙钛矿型铁电半导体

  铁电半导体材料在智能传感器、能量转换和自驱动光电探测方面的潜在应用引起了科研工作者的研究兴趣。近年来,铁电性在有机无机杂化钙钛矿体系中受到研究者的关注,这类材料具有优异的载流子输运特性、特有的可调谐光响应性和溶液可加工性。研究者通过引入大尺寸的有机胺,一系列二维多层杂化钙钛矿铁电体已被成功设计合

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

上海硅酸盐所在BNT基无铅铁电陶瓷研究方面取得系列进展

  铁电材料具有丰富的外场诱导相变行为和复杂的耦合效应,在能量存储及转换领域具有重要应用。目前工程上应用的主要材料是Pb(Zr,Ti)O3(PZT)体系,探索和研发新的材料体系,特别是无铅材料体系,是当前铁电材料领域研究热点和发展趋势。(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)基铁电陶瓷因具有优异的

美国:全新“负电容”晶体管 为高效晶体管研发带来希望

  2008年,美国普渡大学的一个研究团队曾提出利用负电容原理制造新型低功耗晶体管的概念。近日,加州大学伯克利分校的研究人员通过实验对这一概念进行了验证演示。研究人员利用一层极薄的二硫化钼二维材料半导体层作为临近晶体管栅极的沟道。然后,利用铁电材料氧化锆铪制作新型负电容栅极的关键组件。该研究内已于2

Nature:研发获得具有高压电性能的透明铁电单晶

  铁电材料是一种能够实现电-声信号转换的智能材料,广泛应用于超声、水声、电子、自控、机械等诸多领域。然而,由于铁电体存在大量的畴壁和晶界,传统的高性能压电材料,如:Pb(Zr,Ti)O3(PZT)陶瓷和工程畴结构的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT)单晶材料,通常在可见