铁电材料的压电力谱学

压电力谱学（PFS）已成为探测高度局域化开关行为以及微观结构和缺陷对开关影响的有力技术。将直流偏压施加到与铁电表面接触的扫描探针显微镜尖端，会导致尖端下方铁电畴的成核和生长，从而引起局部机电响应的变化。由此产生的磁滞回线包含局部铁电开关行为的信息。PFS 中的信号是新生成畴体积与尖端探测体积的卷积。在此，我们通过推导半无限材料中畴成核的主要参数，并使用线性格林函数理论建立畴参数与 PFM 信号之间的关系，分析了 PFS 中的信号形成机制。建立了表面屏蔽和有限德拜长度对开关行为的影响。特别是，我们预测 PFM 中的临界核尺寸受表面屏蔽机制控制，并且在没有屏蔽的情况下，尖端诱导的开关是不可能的。讨论了 PFS 在研究缺陷附近畴成核、铁电体中的局域开关中心以及低维铁电体中异常极化态方面的未来前景。