多畴铁电薄膜畴结构与铁电性能的相场法研究

项目名称： 多畴铁电薄膜畴结构与铁电性能的相场法研究

项目编号： No.11172252

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 周志东

作者单位： 厦门大学

项目金额： 58万元

中文摘要： Pb(Zr1-xTix)O3（PZT）铁电薄膜具有轻质、高介电和压电性等优点，成为现代微电子工业的理想材料。但随着材料厚度减小，铁电材料的介电和压电性能明显降低，限制了铁电薄膜的应用。本项目首先求解铁电薄膜-弹性基体双材料界面位错的应力应变场，并结合Landau-Devonshire方程确定界面位错生成的临界厚度。针对不同厚度的薄膜，结合Cahn-Hilliard相分离和微结构演化相场方程构建PZT铁电薄膜普适的相场分析方法。数值模拟不同条件下稳定的铁电畴结构，系统建立铁电薄膜的相图，进而探讨铁电性能与成分、厚度、错配应变和温度的依赖关系。通过物理和化学的方法在不同基体上制备不同厚度的铁电薄膜，采用各种实验观测和测试方法，分析薄膜的微结构、畴结构和铁电性能，为理论和模拟提供验证。目的在于阐明PZT铁电薄膜畴结构和铁电性能的影响因素，为PZT铁电薄膜的设计和制备提供科学依据。

中文关键词： 铁电薄膜；畴结构；相场法；屈曲变形；热释电体

英文摘要：

英文关键词： Ferroelectric films；Domain structures；Phase field method；Buckling；Pyroelectric materials