研究目的
通过控制锂空位浓度研究无序型LiNbO3薄膜中铁电极化方向旋转现象。
研究成果
该研究表明，通过改变元素化学计量比及由此产生的局域晶格结构，可实现无序-有序型铁电LiNbO3薄膜中自发极化方向的旋转。SHG和PFM数据证实，由于锂空位引入的单斜相LiNb3O8类似相促进了极化方向从面外向面内的旋转。
研究不足
该研究仅限于在特定氧分压和温度条件下观察LiNbO3薄膜中的极化旋转现象。极化旋转的确切机制及其对其他材料或条件的影响尚未得到充分探究。
1：实验设计与方法选择：
采用脉冲激光沉积法（PLD），在600℃及不同氧分压（P(O2)为5-50毫托）条件下制备LNO(001)薄膜。
2：样品选择与数据来源：
薄膜沉积于Ti终止的原子级平整SrTiO3(STO)(111)衬底及掺铌
3：5wt%的STO(Nb:
STO)(111)衬底上。
4：实验设备与材料清单：
高分辨X射线衍射仪（Rigaku SmartLab和PANalytical X’Pert）、扫描透射电子显微镜（STEM，JEOL ARM200CF）、X射线光电子能谱（XPS，Thermo Scientific）、X射线吸收谱（XAS）、二次谐波发生实验（SHG）、压电力显微镜（PFM）。
5：实验流程与操作步骤：
XRD θ-2θ及极图测量、STEM成像、XPS与XAS测量、SHG实验、PFM测量。
6：数据分析方法：
通过XRD、STEM、XPS、XAS、SHG及PFM数据分析铁电极化方向旋转特性。
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scanning transmission electron microscope
JEOL ARM200CF
JEOL
Used for atomic-scale LNO structures analysis.
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x-ray photoelectron spectroscopy
Thermo Scientific
Thermo Scientific
Used for qualitative changes in the stoichiometry evaluation.
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high resolution x-ray diffractometer
Rigaku SmartLab and PANalytical X’Pert
Rigaku and PANalytical
Used for XRD θ-2θ and pole figure measurements to analyze the lattice structure of the thin films.
-
x-ray absorption spectroscopy
Used for qualitative changes in the stoichiometry evaluation.
-
second harmonic generation
Used to confirm the structural inversion symmetry breaking.
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piezoresponse force microscopy
Park Systems NX10
Park Systems
Used for exploring anisotropic distribution of polarizations.
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