BiFeO3 薄膜中晶界导电率的极化依赖性
材料科学
2019-06-21 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
复杂氧化物中跨界面的电荷输运备受关注，因其可创造有益于器件应用的新型功能。特别地，已有观测表明外延 BiFeO3 薄膜中的可动畴壁具有增强的导电性，可用于铁电基存储器的读取。本工作研究了溶胶-凝胶 BiFeO3 薄膜中极化与导电率的关系，重点关注多晶铁电体中作为天然界面的晶界。这些薄膜中的晶粒呈现自组织畴结构，从而形成由若干极化方向一致的晶粒组成的“畴簇”。令人惊讶的是，这些畴簇之间（具有反平行极化方向）的晶界电导率显著高于“簇间”晶界，后者的电导率甚至低于体材料。由此，首次在铁电薄膜中观测到晶界的极化依赖导电率。结果通过热力学建模结合晶界处电荷与应力积累的有限元模拟得到合理解释，其对导电率有主要贡献。所观测到的铁电体中晶界的极化依赖导电率为在这些电子器件中开发利用此类材料开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.1906.08341,
title = {Polarization-dependent conductivity of grain boundaries in BiFeO3 thin films},
author = {Denis Alikin and Yevhen Fomichov and Saulo Portes Reis and Alexander Abramov and Dmitry Chezganov and Vladimir Shur and Eugene Eliseev and Anna Morozovska and Eudes Araujo and Andrei Kholkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.08341},
year = {2019}
}
备注
42 pages, 8 figures, 76 references, supplementary materials