外延PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度对铁电储能性能的影响

作者：董磊; 赵磊; 宋建民^*

来源：人工晶体学报, 2020, 49(06): 1057-1063.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2020.06.009

• 锆钛酸铅薄膜
• 剩余极化强度
• 有效储能密度
• 瞬时相对变化率

通过修正的Landau-Devonshire热力学模型构建了PbZr0.4Ti0.6O3/SrTiO3异质结的电滞回线方程,得到了剩余极化强度Pr、矫顽电场Ec和有效储能密度Wrec的关于PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度h的解析函数,进而研究了连续厚度h对PbZr0.4Ti0.6O3薄膜铁电性能和铁电储能性能的影响。结果表明,Pr,Ec和Wrec均随PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度h的增加呈非线性增大,且当厚度h分别为57.0 nm、64.2 nm和65.8 nm时,达到饱和值75.3μC·cm-2、2 240.7 kV·cm-1和9.0 J·cm-3,而能量转换效率η随h的增加呈现出非线性减小,h接近52.6 nm时,η趋于一稳定值4.79%。此外,瞬时相对变化率■和■均随h增加而减小,当h小于2.4 nm时,■大于■,当h大于2.4 nm时,■小于■,且当h接近50.0 nm时,■趋于一稳定值0.65。

• 单位
  河北农业大学