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辐照诱导的氧缺陷对PbTiO_3铁电薄膜畴壁特性的影响

刘凯  管小鹏  罗焱航  宋宏甲  钟向丽  王金斌  成娟娟  邹代峰  
【摘要】:从辐照诱导的晶格缺陷对铁电畴壁作用的角度,开展了辐照对PbTiO_3铁电畴壁的原子和电子结构及其动力学演化作用机理的研究。首先,利用基于蒙特卡罗方法的SRIM软件包研究了辐照条件对铁电薄膜内辐照诱导的晶格缺陷的影响,结果表明,质子、氪离子入射造成PbTiO_3铁电薄膜晶格的缺陷主要是氧缺陷,且离子能量越高和入射角越小,产生氧缺陷的浓度越高、位置越深入及分布越分散。其次,基于第一性原理研究了氧缺陷分布及浓度对PbTiO_3材料180°和90°畴壁原子结构、电子结构及迁移的影响,结果表明:氧缺陷离畴壁越远,含氧缺陷畴壁系统的稳定性越低;随着氧缺陷数目增加,畴壁附近极化减小、畴壁宽度增大;氧缺陷使畴壁的金属性增强;氧缺陷会钉扎畴壁,阻碍畴壁移动。

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