鐵電薄膜取向?qū)ζ潆姛嵝阅苡绊懙南鄨瞿M研究.pdf

1、鐵電薄膜的電熱效應，是指在絕熱條件下，鐵電薄膜在外電場作用下自身溫度產(chǎn)生變化的現(xiàn)象?；陔姛嵝闹评浼夹g，具有制冷效率高、性能穩(wěn)定、環(huán)境友好等特點，在電子封裝、微機電系統(tǒng)等領域具有很大的應用潛力。為了使電熱制冷更好地滿足商業(yè)應用的需求，需要解決電熱效應的“室溫化”和“寬溫域化”兩個科學問題。通過控制鐵電薄膜中疇的種類、數(shù)量以及疇翻轉等來調(diào)控鐵電薄膜的電熱性能，是解決以上兩個科學問題的有效途徑。現(xiàn)有研究表明，鐵電薄膜的晶體取向是影響鐵電

2、薄膜疇結構的重要因素。因此，從微觀疇結構出發(fā)，研究薄膜晶體取向?qū)﹁F電薄膜電熱性能的影響，對調(diào)控鐵電薄膜的電熱性能具有重要意義。本文運用相場方法，以PbTiO3(PTO)為研究對象，研究了鐵電薄膜晶體取向?qū)ζ滂F電疇結構和電熱性能的影響，具體研究內(nèi)容和結果如下：
　　(1)建立了單晶鐵電薄膜電熱效應研究的相場模型，研究了雙渦旋疇鐵電薄膜的電熱性能及失配應變的影響。研究結果表明：雙渦旋疇PTO薄膜在0~1200℃的溫度范圍內(nèi)能產(chǎn)生巨電熱

3、效應，其最小和最大絕熱溫度變化分別為7.2 K和16.5 K；等軸壓應變增強雙渦旋疇PTO薄膜的電熱性能，而等軸張應變減弱雙渦旋疇PTO薄膜的電熱性能。
　　(2)建立了不同晶體學取向下單晶鐵電薄膜電熱效應研究的相場模型，研究了晶體學取向?qū)u旋疇PTO薄膜和90o疇PTO薄膜電熱性能的影響。研究結果表明：隨著晶體學取向的改變，渦旋疇PTO薄膜和90o疇PTO薄膜的電熱性能分別呈周期性連續(xù)變化和周期性間斷變化；渦旋疇PTO薄膜和90