增强四方性 BiFeO3 中可控缺陷驱动的对称性改变与畴结构演化
材料科学
2019-04-08 v2
摘要
缺陷工程一直是铁电氧化物中创造奇异相和发现有趣现象的有力工具。然而，精确控制缺陷浓度仍是一大挑战。在本工作中，能够提供可控点缺陷的离子注入使我们能够在铁电 BiFeO3 薄膜中制备出由缺陷驱动、具有增强四方性的可控真实超四方（T）相。发现该点缺陷工程驱动了从初始生长的混合类菱方（R）与类四方（MC）相到真实四方（T）对称性的相变。通过进一步增加 He 离子注入剂量，我们展示了具有实验上在 BiFeO3 中曾实现的最大 c/a 比（约 1.3）的增强四方性超四方（super-T）相。形貌变化与畴演化的结合进一步证实混合 R/MC 相结构转变为单畴态真实四方相。此外，热处理后 R 相的重新出现与面内条纹纳米畴揭示了记忆效应与可逆相变。我们的发现展示了对 R-Mc-T-super T 对称性变化的可控性，以及通过可控缺陷工程创造具有增强四方性的真实 T 相 BiFeO3。本工作也提供了一条产生大四方性（或 c/a 比）的途径，可推广至其他铁电材料体系（如 PbTiO3、BaTiO3 和 HfO2），并可能带来强极化增强。
引用
@article{arxiv.1901.09817,
title = {Controllable Defect Driven Symmetry Change and Domain Structure Evolution in BiFeO3 with Enhanced Tetragonality},
author = {Chao Chen and Changan Wang and Xiangbin Cai and Chao Xu and Caiwen Li and Jingtian Zhou and Zhenlin Luo and Zhen Fan and Minghui Qin and Min Zeng and Xubing Lu and Ping Yang and Guofu Zhou and Xingsen Gao and Ning Wang and Ye Zhu and Shengqiang Zhou and Deyang Chen and Jun-Ming Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.09817},
year = {2019}
}