外场下NBT-KBT100x压电薄膜畴变演化、保持特性及印记的研究

摘要： 采用金属有机物分解法制备了不同K含量的弛豫型压电薄膜(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xK0.5Bi0.5TiO3(NBT-KBT100x)。利用压电力显微镜研究了外场条件下纳米级铁电畴翻转, 以及保持性能和印记失效。结果表明: (1)不同组分中, NBT-KBT17薄膜单畴态的晶粒个数最多。选取NBT-KBT17薄膜分别测试了其面内极化分量和面外极化分量, 该薄膜的面内压电信号较强, 这说明薄膜在d31模式下的压电响应明显。(2)选择NBT-KBT17薄膜中较大尺寸的单晶, 实现了对弛豫性铁电体的电畴写入。将其在大气环境下放置不同时间, 出现了退极化现象, 但总的畴态稳定, 表明其保持性能较好。(3)制备了NBT-KBT17原理型薄膜电容器, 分别测试了加载作用前后NBT-KBT17薄膜电容器的相位和振幅滞后回线图。结果表明外加作用力使相位回线向右发生了一定的移动, 且振幅的蝶形曲线均在不同方向上发生了偏移, 同时形状也发生了改变。最后, 利用空间电荷原理分析了外加力导致薄膜印记产生的机理。