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铁电薄膜相变性质的横向尺寸效应
铁电薄膜作为一种重要的功能材料,因具有压电性、铁电性、热释电性和高介电系数等优良特性,受到人们的广泛关注。目前,铁电动态随机存取存储器的存储密度主要是由每个单元内电容的面积所决定的。
因此,深入探讨电容横向尺寸(或面积)的变化对铁电薄膜性质的影响成为当前的热点问题。此外,杂质、缺陷以及表面和界面应力等因素是在铁电薄膜制备过程中不可避免的,它们会造成薄膜结构的局部差别,并在薄膜的表面或界面附近形成结构过渡区。
结构过渡区会对铁电薄膜的性质产生较大的影响,使其物理性质不同于相应的体材料。因此,本文基于横场Ising模型,利用费米型格林函数方法研究了薄膜尺寸(横向尺寸和厚度)和横向结构过渡区对有限尺寸铁电薄膜相变、介电和热释电性质的影响。
本文建立了含有结构过渡区有限尺寸铁电薄膜的理论模型,引入最近邻赝自旋二体相互作用的分布函数来表征薄膜结构的不均匀性,并利用费米型格林函数计算了二级相变铁电薄膜的平均极化强度和相变温度,详细地讨论了薄膜尺寸和横向结构过渡区对其相变性质的影响。研究表明,横向结构过渡区仅影响薄膜的平均极化强度,而不影响其相变温度,扩大横向结构过渡 ...
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