BiFeO3 薄膜中的 180 度铁电条纹纳米畴
材料科学
2015-09-02 v1
摘要
越来越多的证据表明，铁性体中的畴壁可以具有块体材料中所不具备的涌现特性。例如，铁电-反铁磁体 BiFeO3 中的 180 度畴壁特别引人关注，因为预测它们具有一系列引人入胜的行为，包括电子传导和增强的磁化。然而迄今为止，尚未见此类畴结构的有序阵列报道。在此，我们报告了在正交 GdScO3 (010)O 衬底上生长的 (110) 取向 BiFeO3 薄膜中 180 度条纹纳米畴的观察，及其对与金属铁磁体交换耦合的影响。在厚度 < 32 nm 的薄膜中观察到了具有 {112 } 畴壁的纳米级铁电 180 度条纹畴，以补偿大的退极化场。随着薄膜厚度的增加，我们观察到畴结构从退极化场驱动的 180 度条纹纳米畴向由弹性能决定的 71 度畴的转变。有趣的是，这些 180 度畴壁（由于与此类畴壁能量相关的强各向异性缺失，通常呈圆柱形或蜿蜒状）被发现是高度有序的。对 Co0.9Fe0.1/BiFeO3 异质结构的额外研究揭示了基于含 180 度畴壁 BiFeO3 的异质结构中的交换偏置和交换增强，以及基于含 71 度畴壁 BiFeO3 的异质结构中交换偏置的缺失；这表明 180 度畴壁可能是产生交换偏置的钉扎非补偿自旋的潜在来源。这进一步被 X 射线圆磁二向色性研究所证实，该研究表明具有主要 180 度畴壁的薄膜比具有主要 71 度畴壁的薄膜具有更大的磁化。我们的结果可能有助于提取畴壁结构并探索 BiFeO3 中的畴壁功能。
引用
@article{arxiv.1508.07376,
title = {180 degree Ferroelectric Stripe Nanodomains in BiFeO3 Thin Films},
author = {Zuhuang Chen and Jian Liu and Yajun Qi and Deyang Chen and Shang-Lin Hsu and Anoop R. Damodaran and Xiaoqing He and Alpha T. NDiaye and Angus Rockett and Lane W. Martin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.07376},
year = {2015}
}
备注
Accepted by Nano Letters