Атомно-силовая микроскопия сегнетоэлектрических микро- и нанодоменных структур

• Автор: Лысова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 01.04.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Оглавление
Введение

Научная новизна работы

Практическая значимость работы

Положения, выносимые на защиту:

- Апробация результатов

Публикации
Глава 1 Исследование доменной структуры сегнстоэлектриков на микроскопическом уровне (литературный обзор)
1.1 Принцип действия и основные режимы работы атомно-силового микроскопа
1.2 Микро- и нанодоменные структуры согнет оэлектрических кристаллов и пленок (особенности переключения)
1.2.1 Пленки сегнетоэлектричсского сополимера P[VDF-TrFE]. Структура и свойства' PVDF
1.2.2 Сегнетоэлектрические пленки ЛБ
1.2.3 Особенности переключения наноразмерных пЛенок ЛБ
1.2.4 Особенности доменной структуры и процессов переключения в релаксорном сегнетоэлектрикс ниобата бария-сторнция. Структура и свойства SBN
1.2.5 Использование еегнетоэлектрической доменной структуры для преобразования частоты оптического излучения
1.2.6 Экспериментальные методы создания регулярных доменных структур
Глава 2 Методика проведения эксперимента и исследуемые объекты
2.1 Экспериментальная установка
2.2 Исследуемые объекты
2.3 Обработка изображений
Глава 3 Запись микро- и нанодоменов в кристаллах SBN. Особенности релаксации доменов в кристаллах SBN в зависимости от топологии доменной структуры
3.1 Исследование доменной структуры, процессов переключения и релаксации одиночных доменов в SBN
3.2 Особенности релаксации доменов в SBN в 1D и 2D структурах
Глава 4 Переключение ЛБ пленок и нанокристаллов сополимера P[VDF-TrFE]
4.1 Исследование процессов переключения пленок сополимера PTVDF-TrFEl

Оглавление
4.2 Изучение роста нанокристаллов сополимера Р[УБР-ТгРЕ]
4.3 Исследование процессов переключения нанокристаллов сополимера Рр/ИР-ТгРЕ]
Выводы
Список публикаций
Благодарности
Список литературы

Введение
Введение
В последние десять лет усилился интерес к изучению динамики доменной структуры сегнетоэлектриков па микро- и субмикроскопическом уровне. Это объясняется с одной стороны развитием методов исследования: появлением новых методов, которые могут помочь объяснить связь процессов, происходящих на макро- и микроскопических уровнях. С другой стороны возникли новые технологические задачи, например, создание регулярных доменных структур для оптики и электроники, что требует понимания процессов динамики доменной стенки на микроскопическом уровне. Для изучения сегнетоэлектриков одним из наиболее подходящих современных методов является метод атомно-силовой микроскопии (ACM). На начальных этапах становления возможности этого метода были весьма ограничены, и , ACM воспринимался, как метод, исключительно для исследования топографии
поверхности. Появление различных режимов ACM позволило изучать л

различные физические свойства кристаллов и пленок на микро- и наноскопическом уровне. Так, например, метод микроскопии пьезоэлектрического отклика позволяет проводить исследования доменной структуры, в статике и динамике. Зонд ACM может выступать в качестве точечного электрода, с помощью которого можно проводить локальное переключение сегнетоэлектрического кристалла или пленки. При этом метод ACM позволяет исследовать доменную структуру на наноскопическом уровне. То есть атомно-силовой микроскоп выступает одновременно в качестве инструмента записи и исследования доменной структуры. На данный момент имеется множество работ по исследованию АСМ-записи доменов в таких традиционных материалах, как триглицинсульфат (ТГС) и ВаТЮ3 [1], не представляющих интереса, для упомянутых применений, и «жестких» сегнетоэлектриков LiNbC3 и LiTa03, обладающих существенным недостатком

Глава
Температура, °С
Рис. 1.14 — Температурная зависимость емкости в отсутствие поля (кривые 1 и 2) и под напряжением 5 В (кривые 3 и 4) - (а) [52]. Пленка ЛБ из 30 монослоев Р[УОГ-ТгРЕ]70:30. Температурная зависимость пироэлектрического отклика по методу
Чиновеца - (б) [54]
Температурный гистерезис и сосуществование фаз следует из диэлектрических измерений (Рис. 1.14а). Пленка ЛБ, состоящая из 30 монослоев, обнаруживает максимум диэлектрической проницаемости для Г=+113°С при нагревании и для Т=+75°С при охлаждении. Этот температурный гистерезис находится в разумном согласии с областью сосуществования фаз, полученной из рентгеновской дифракции (см. Рис. 1.13).
В «спиннинговых» пленках РУЭТ и сополимеров пьезо- и пироэлектрические эффекты исследовались подробно [55]. Однако, их механизм остается не до конца выясненным из-за разного вклада кристаллической и амопгЬной (Ьаз.