基于橫場Ising模型兩種不同材料鐵電薄膜相變性質研究.pdf

1、鐵電薄膜(PZT，BST，BTO等)具有壓電、熱釋電、電光、聲光、光折變、非線性光學效應和高介電系數(shù)等優(yōu)良特性，具有重要的基礎研究和應用價值。 對鐵電薄膜的理論研究主要是運用橫場伊辛模型(TIM)，研究鐵電薄膜的鐵電相，順電相相變，居里溫度，極化等。然而前人大多數(shù)工作集中在研究同種材料的鐵電薄膜，或者超晶格結構的相變研究。本文基于橫場伊辛模型(TIM)，運用格林函數(shù)理論研究了同種材料(A材料)中插入不同材料層(B材料)的鐵電薄膜

2、的相變性質；在同種材料(A材料)鐵電薄膜中添加晶種層(B材料)的相變性質；由兩種不同材料層(A/B)組成的鐵電薄膜相變性質。 主要研究了下面三方面的內容： (1)運用格林函數(shù)理論首次獲得了一個適合于研究任意層數(shù)同種材料(A材料)中插入不同材料層(B材料)的鐵電薄膜的相變性質的公式，運用該公式系統(tǒng)的討論了插入層(B材料)的交換相互作用JB及橫場遂穿參量ΩB對相圖的影響，插入層(B材料)的交換相互作用JB對插入層(B材料)的

3、橫場遂穿參量過渡值ΩBC的影響，及插入層(B材料)的交換相互作用JB和橫場遂穿參量ΩB對整個鐵電薄膜的極化及居里溫度的影響。研究發(fā)現(xiàn)當選擇的插入層(B材料)的交換相互作用比體材料A大，而其橫場遂穿參量比體材料A小時，鐵電薄膜的各層極化，及整個薄膜的居里溫度明顯提高。 (2)利用推導所獲得的一個適合研究任意層數(shù)帶有晶種層鐵電薄膜相變性質的公式，研究了晶種層總參量ωB(ωB=ΩB/T)對相圖的影響，分別系統(tǒng)的研究了晶種層交換相互作用

4、參量JB，橫場遂穿參量ΩB對體材料總參量過渡值ωAC的影響，及晶種層總參量ωB對整個鐵電薄膜平均極化及居里溫度的影響，計算結果發(fā)現(xiàn)增加晶種層比沒有增加晶種層薄膜的極化和居里溫度均有很大的提高。 (3)利用推導所獲得的一個適合于研究任意層數(shù)兩種材料組成的鐵電薄膜(A/B)型相變性質的公式，研究了當B材料的所有參數(shù)固定時A材料的兩個參量(交換相互作用，橫場遂穿參量)對相圖的影響。同時也研究了A材料的橫場遂穿參量ΩA，及A材料的表面相