铁电 $Bi_2WO_6$ 薄膜的生长与原子级分辨极化映射
摘要
Aurivillius 铁电 （BWO）具有广泛的功能特性，包括稳健的抗疲劳铁电性、高光催化活性与离子导电性。尽管具备这些有前景的特性，关于 BWO 薄膜生长及铁电表征（尤其是原子尺度上）的深入研究仍然缺乏。在此，我们报道了在（001） 衬底上通过脉冲激光沉积（PLD）生长 BWO 薄膜，并利用扫描透射电子显微镜（STEM）与压电响应力显微镜（PFM）技术表征其铁电性。我们表明，PLD 生长过程中所用的背景氧气压力主要决定了 BWO 薄膜的相稳定性，而生长温度的影响相对较小。对完全应变 BWO 薄膜的原子级分辨 STEM 研究揭示了 W 原子的集体面内极化偏心位移。基于极化位移映射，我们估算出自发极化值约为 54 4 ，与块体极化值吻合良好。此外，我们发现原始薄膜由 I 型与 II 型畴构成，其极化轴相互正交。互补的 PFM 测量进一步阐明，共存的 I 型与 II 型畴形成了一种多畴态，该多畴态由 90 畴壁（DWs）以及多个头对头与尾对尾 180 畴壁组成。施加电偏压导致了面内 180 极化翻转与 90 极化旋转，凸显了不受衬底诱导应变影响的畴翻转的独特方面。
引用
@article{arxiv.2101.10560,
title = {Growth and atomically resolved polarization mapping of ferroelectric $Bi_2WO_6$ thin film},
author = {Jihwan Jeong and Junsik Mun and Saikat Das and Jinkwon Kim and Jeong Rae Kim and Wei Peng and Miyoung Kim and Tae Won Noh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.10560},
year = {2021}
}
备注
This document is the Accepted Manuscript version of a Published Work that appeared in final form in ACS Applied Electronic Materials, \copyright American Chemical Society after peer review and technical editing by the publisher. To access the final edited and published work see: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsaelm.1c00005 .This submission contains 34 pages