铁电畴壁的无损层析纳米尺度成像
材料科学
2023-11-02 v1
摘要
氧化物材料中的极性界面会产生非凡的物理性质，包括二维电子气、片状超导和多铁性的出现。一种特殊的极性界面是铁电畴壁，其中电子重构现象可由束缚电荷驱动。在此类畴壁的表征方面已取得巨大进展，且在过去十年中，它们在下一代纳米技术中的潜力已变得清晰。然而，已有的层析技术要么具有破坏性，要么空间分辨率不足，这迫切需求与未来制造工艺兼容的3D成像。在此，我们展示了利用二次电子对铁电畴壁进行无损层析成像。利用常规扫描电子显微镜（SEM），我们重构了距表面远达数百纳米的隐藏畴壁的位置、取向和电荷态。推导出一个数学模型，将表面处的SEM强度变化与局域畴壁性质联系起来，从而实现在秒级时间尺度上具有良好的噪声容忍度的无损层析。我们基于SEM的方法有助于对具有功能性畴壁及基于畴壁器件材料的高通量筛选，这对于器件架构生产过程中的实时监测与质量控制至关重要。
引用
@article{arxiv.2311.00139,
title = {Non-destructive tomographic nanoscale imaging of ferroelectric domain walls},
author = {Jiali He and Manuel Zahn and Ivan N. Ushakov and Leonie Richarz and Ursula Ludacka and Erik D. Roede and Zewu Yan and Edith Bourret and István Kézsmárki and Gustau Catalan and Dennis Meier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.00139},
year = {2023}
}