一种激发频率超越 100 MHz 的新型外差兆声压电响应力显微镜
应用物理
2021-02-16 v2 材料科学
摘要
压电响应力显微镜（PFM）作为一种强大的纳米尺度表征技术，已被广泛用于阐明铁电性的多种潜在物理机制。然而，对传统 PFM 的深入研究已揭示出越来越多的问题与局限，正严重挑战其有效性与应用。在此，我们开发了一种新型先进 PFM 技术，称为外差兆声压电响应力显微镜（HM-PFM），其独特地使用 10^6 至 10^8 Hz 的高频激发与外差方法来测量纳米尺度的压电应变。我们报道 HM-PFM 可明确提供标准铁电畴与电滞回线测量，并实现了激发频率高达约 110 MHz 的有效畴表征。最为重要的是，得益于高频与外差方案，静电作用力与电化学应变的贡献在 HM-PFM 中均可被显著抑制。此外，在 HM-PFM 上发展了特殊的差频压电响应频谱（DFPFS）测量，并在具有压电性的材料上观察到明显的 DFPFS 特征。相信 HM-PFM 可成为传统 PFM 结果极具争议时的压电或铁电研究的优异候选手段。
引用
@article{arxiv.2005.09934,
title = {A New Heterodyne Megasonic Piezoresponse Force Microscopy with High-frequency Excitation beyond 100 MHz},
author = {Qibin Zeng and Hongli Wang and Qicheng Huang and Zhen Fan and Kaiyang Zeng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.09934},
year = {2021}
}
备注
26 pages, 6 figures, with 14 pages supplementary information