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外延BiFeO3多铁性纳米岛的化学自组织法制备及其表征
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM22[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程] TB383[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室,南京210093
  • 相关基金:国家自然科学基金(10874065);国家973项目(2009CB929503)
中文摘要:

采用化学自组织方法在SrTiO3(100)及Nb-掺杂SrTiO3000)单晶衬底上制备了外延BiFeO3纳米岛,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜和原子力显微镜对纳米岛的相结构及形貌进行了表征.结果表明,在650~800℃下后退火1h可获得外延的BiFeO3纳米岛,岛横向尺寸在50~150nm之间,纵向尺寸在6~12nm之间.随着纳米岛后退火温度的升高,其000)面内的几何形貌由三角形状转向四边形状,然后再趋向于长棒状.利用压电力显微镜,对单个BiFeO3纳米岛(横向尺寸~50nm,高度12nm)的铁电特性进行表征.结果表明,单个外延BiFeO3纳米岛内存在分形铁电畴和自偏压极化现象,其中自偏压极化现象来源于外延BiFeO3纳米岛与SrTiO3单晶衬底之间的界面应力.

英文摘要:

Epitaxial BiFeO3 nanoislands were fabricated on SrTiO3 (100) single crystal and Nb-doped SrTiO3 (100) single crystal substrates by chemical assembled method. Their phase structure and morphology were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope, and atomic force microscope, respectively. The results showed that epitaxial BiFeO3 nanoislands could be obtained by post-annealing in the temperature range of 650-800℃, and their lateral sizes were in the range of 50-150 nm and height of 6-12 nm. With increasing the post-annealing temperatures, the morphology of BiFeO3 nanoisland in the (100) growth plane evolved from triangle to square, and then to long rod shape. By using piezo-force microscope, ferroelectric characteristics of single epitaxial BiFeO3 nanoisland grown on Nb-doped SrTiO3 (100) single crystal substrates with lateral size of about 50 nm and height of 12 nm was characterized. The results demonstrated that fractal ferroelectric domains existed in the single BiFeO3 nanoisland, and self-biased polarization effect was also observed within the nanoisland. This phenomenon was ascribed to interfacial stress caused by the lattice misfit between the BiFeO3 nanoisland and the SrTiO3 single crystal substrate.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274