有序組裝超薄膜的鐵電性研究.pdf

1、該論文對具有不同極性有機分子LB膜的鐵電性能和熱釋電性能進行了研究.通過測量樣品的電滯回線和熱釋電系數(shù),研究其鐵電性和熱釋電性與成膜方式及摻雜陽離子之間的關(guān)系,并對其微觀物理機理進行了初步的探索.主要研究結(jié)果為:首先,利用不同的成膜方式以及在膜中加入不同的雜質(zhì)離子,對有機弱極性分子氮冠醚(NC)和花生酸(AA)LB膜(Z型以及交替Y型)的鐵電性進行了研究.結(jié)果發(fā)現(xiàn):在氮冠醚/花生酸交替Y型LB膜、摻Ba<'2+>的、摻Mn<'2+>的和

2、摻Mg<'2+>的花生酸的Z型膜以及純的氮冠醚和花生酸的Z型膜中均觀察到了電滯回線,說明它們都具有鐵電性,并且它們各自對應(yīng)的剩余極化強度大小分別為:9400、180、650、、770、450和15 μCm<'-2>.由此可以推知:Ba<'2+>、Mn<'2+>和Mg<'2+>等離子摻入的離子轉(zhuǎn)移效應(yīng)以及交替膜的層間相互作用對LB膜的鐵電性有比較大的增強效應(yīng).其次,通過比較不同厚度的半花菁Z型LB膜的電滯回線可知,半花菁染料LB多層膜具有

3、典型的鐵電性,并且對薄膜厚度有顯著的依賴關(guān)系,即當(dāng)薄膜厚度增加時,剩余極化強度和矯頑電場同時單調(diào)增加;在45nm~90nm厚度范圍內(nèi),矯頑電場與厚度的關(guān)系可近似表示為Ec∝N<'1.25>,這主要歸因于半花菁染料LB多層膜層間較強的相互作用所導(dǎo)致的電荷轉(zhuǎn)移(質(zhì)子轉(zhuǎn)移)的貢獻.最后,對不同厚度半花菁LB膜的熱釋電系數(shù)與溫度的關(guān)系進行了研究.結(jié)果發(fā)現(xiàn):在20~45℃的范圍內(nèi),當(dāng)厚度低于40層時,其熱釋電系數(shù)幾乎不隨溫度的改變而改變,但當(dāng)厚度