纳米尺度极化电荷的直接探测
材料科学
2018-01-09 v1
摘要
铁电材料具有可应用于多种用途的自发极化。随着器件小型化长期发展，铁电材料与器件的制备正进入纳米尺度 regime。相应地，为评估铁电性，需要研究纳米尺度下的极化电荷。然而，人们普遍认为，使用无顶电极的常规导电原子力显微镜（CAFM）探测极化电荷是不可行的，因为原子力显微镜（AFM）针尖的纳米尺度半径会导致极低的信噪比。然而，探测与 AFM 针尖半径无关，实际上取决于翻转区域的面积。本工作中，我们基于常规 CAFM 方法、无需额外校正或电路来降低寄生电容，利用正向上负向下（Positive-Up-Negative-Down）方法演示了纳米尺度极化电荷的直接探测。我们成功探测到铁电纳米电容器与薄膜中分别为 73.7 和 119.0 uC/cm2 的极化电荷密度。所得结果表明了纳米尺度极化电荷评估的可行性，并为纳米尺度铁电性评估提供了新指南。
引用
@article{arxiv.1711.07627,
title = {Direct Probing of Polarization Charges at the Nanoscale},
author = {Owoong Kwon and Daehee Seol and Dongkyu Lee and Hee Han and Ionela Vrejoiu and Woo Lee and Stephen Jesse and Ho Nyung Lee and Sergei V. Kalinin and Marin Alexe and Yunseok Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.07627},
year = {2018}
}
备注
40 pages, 17 figures