不同外场对生长在正交基底上Pb(Zr_(1-x)Ti_x)O_3薄膜相图的影响

建立了非线性热力学模型,定性分析了外加应力和外加温度对外延生长在正交基底上的Pb(Zr_(1-x)Ti_x)O_3(PZT)薄膜相变的影响。在外力场下,固定其中一个方向失配应变e_1=0.005,模拟得到了不同组分的PZT薄膜的失配应变一外加应力的相图。研究发现,随着Ti组分的减少,出现了新相正交a_1c相和四方相a_1相,且新相区域也会随Ti组分的不同而变化。在外加拉应力下,c相是薄膜较易出现的相,而在外加压应力下薄膜易处于a_1a_2相。在不同温度场下,模拟非等轴失配应变的PZT薄膜得到不同组分的PZT薄膜的失配应变一外加温度相图。当组分x≤0.7时,相图中出现了正交a_1c相,由于非等轴失配应变的存在,使得从顺电相向r相发生相变的过程中,多出了正交a_1a_2相;同时另一新的四方a_1相也出现在沿失配应变正方向e_2被拉伸的区域。随着Ti组分的增加,单斜r相的面积缩小且位置下移。之前存在的四相点也变为了三相点,而正交相a_1a_2相则向相图的中心位置移动。模拟结果对研究外场下铁电薄膜微器件的性能变化具有一定的指导意义。

非平衡双轴失配应变对BST薄膜相图的影响

用朗道———德文希尔理论研究了非平衡双轴失配应变对单畴外延钛酸锶钡(BST)薄膜相变的影响,得到了室温下生长在四方基底上的BST50/50薄膜的“失配应变—失配应变”相图和能量图。结果表明在BST50/50薄膜中由于非平衡双轴失配应变的作用,出现了两个在平面内的四方铁电相,即:a1相(P1≠0,P2=P3=0)和a2相(P2≠0,P1=P3=0),而这在平衡失配应变下是不存在的。室温下,非平衡失配应变在一定范围内不能使BST50/50中的顺电相消失。