相场模拟斜切基底界面应力集中对PbTiO_3薄膜畴翻转的影响

为提高铁电薄膜的电性能,建立了一个相场理论模型,系统研究了斜切基底对铁电薄膜电畴结构及电学性能的调控机理。利用该模型,分别研究了PbTiO_3在平面基底和倾角为2°,4°,6° SrTiO_3斜切基底上的电学性能。模拟结果表明:生长在斜切基底上的铁电薄膜中的应力分布、电畴结构及畴翻转不同于生长于平面基底上的铁电薄膜。在斜切基底的束缚作用下,铁电薄膜内靠近斜切台阶处产生了应力集中,产生的非均匀应变是改变铁电薄膜性质的主要因素。在台阶高度固定的情况下,PbTiO_3铁电薄膜矫顽场随斜切基底的倾角增大而变大,极化稳定性增强。