中科院上海技物所：鐵電體系物理機制研究

近日，中國科學院上海技物所紅外物理國家重點實驗室“在利用直流偏置下的介電響應分析 Pb0.5Sr0.5TiO3薄膜的彌散型相變和類弛豫體行為”方面的研究成果發表在近期國際著名學術期刊《應用物理快報》上(Appl. Phys. Lett. 90, 242908 (2007))。
 
彌散型相變和鐵電弛豫現象一直就是鐵電體系物理機制研究中一個倍受關注的熱點，尤其對于鐵電薄膜更是如此。然而鐵電薄膜中彌散型相變、鐵電弛豫的產生機制至今還沒有完全清晰。該工作的焦點就在于利用直流偏壓下鐵電薄膜的介電響應來研究 Pb0.5Sr0.5TiO3 薄膜的彌散型相變和鐵電弛豫機制。通過不同溫度下C-V 的測量，科研人員在高于相變溫度的溫度范圍里發現了納米尺度的極化微區(nano-polar nanoregions or clusters)，并利用 Chen Anget al.提出的“Multipolarization mechanism”模型對實驗數據進行了擬合，進一步確定了極化微區的存在以及其對介電常數的貢獻隨溫度的變化趨勢。而極化微區已經被學術界公認為是鐵電體材料出現彌散型相變、鐵電弛豫現象的關鍵因素。
 
同時科研人員提出：對于 Pb0.5Sr0.5TiO3薄膜材料，納米極化微區可能主要來源于：(1)Sr 對 Pb 的 A 位替代引起的納米尺度內化學成分的漲落；(2)生長薄膜過程中出現的缺陷(主要是氧空位)、應力、雜質；(3)薄膜晶粒減小引起的長程對稱序的減弱。