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在压电半导体中实现压电势以增强催化活性
摘要: 过去几十年间,压电半导体在合成与应用方面取得了重大进展。这类材料(包括铁电半导体)具有重要研究价值。值得注意的是,压电半导体中物理与化学现象的独特结合引发了学界对压催化的广泛关注。尽管压催化发展历程较短,该领域已取得显著突破。本文综述了基于压电半导体(通过压电势——即压电势、热电势和铁电势——诱导内建电?。┦迪值难勾呋钚陆梗菏紫燃蛞樯苎沟绮牧希òㄑ沟缣?、热电体和铁电体);其次重点阐述压电势介导催化的最新研究成果,涵盖代表性压电半导体材料介绍、潜在催化机制、催化过程中的新型压电效应及若干压催化典型案例;最后讨论该领域面临的挑战及提升压催化效率的机遇。
关键词: 铁电体、催化、压电体、热释电体
更新于2025-09-23 15:23:52
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电场对铁电体电卡效应的影响
摘要: 采用唯象理论研究了模型铁电体BaTiO3的电热效应。结果表明:外加电场强度是诱导电热响应的关键因素,且存在两种显著不同的电热响应模式。当施加中等电场时,电热温度变化较小但电热强度较高;而当施加极高电场时,电热温度变化较大但电热强度较低。这些结果与基于BaTiO3的块体和薄膜铁电材料的实验观测结果一致。
关键词: 钛酸钡,铁电体,电卡效应
更新于2025-09-23 15:23:52
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超薄且漏电铁电体的离子门控
摘要: 离子液体被用于诱导超薄且高缺陷铁电薄膜中的可逆大面积极化翻转。通过调节离子液体与PbZr0.2Ti0.8O3界面的双电层,实现对铁电层中极化取向的静电和电化学控制,从而产生长程静电荷调控。这种离子栅控机制的局域特性消除了漏电流的存在——而漏电流问题历来限制着固态金属栅控电容器器件中超薄和/或漏电铁电薄膜的极化翻转。该效应已在超薄薄膜及存在超过30%贯穿表面至基底直接导电通道的高缺陷薄膜中得到验证。该方法为超薄铁电薄膜在功能电子器件中的集成开辟了新的设计可能。
关键词: 铁电体、极化翻转、离子液体、离子门控、器件结构
更新于2025-09-23 15:22:29
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极性金属作为电极以抑制铁电纳米电容器中的临界厚度限制
摘要: 提升纳米尺度铁电(FE)场效应晶体管和铁电电容器的性能以实现存储器件与逻辑应用,关键在于缩小金属电极/铁电区域尺寸并降低绝缘层厚度。虽然尺寸减小能改善数据保持性、实现更低电压阈值切换并提高面密度,但也会削弱功能性电极化强度。当存在一个临界纳米长度t(cid:1) FE时,由于退极化场效应,极化强度会消失。本文展示了如何通过采用一类新型材料——极性金属制成的电极来突破铁电性的临界厚度限制。对对称极性金属电极/铁电电容器结构进行的电子结构计算表明:当电极中极性轴分量垂直于电极/绝缘体界面(即沿铁电体中极性位移方向排列)时,电极化强度可持续至亚纳米尺度(t(cid:1) ! 0 FE)。我们的研究揭示了界面偶极相干性对维持极化的重要作用,这为低维体系中的应用提供了平台。由AIP出版社发布。https://doi.org/10.1063/1.5049607
关键词: 极性金属,退极化场,临界厚度,铁电体,纳米电容器
更新于2025-09-23 15:21:21
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《AIP会议录》[作者:物理学、技术与创新(PTI-2018):第五届国际青年学者会议论文集——俄罗斯叶卡捷琳堡(2018年5月14-18日)] - 复合多铁性材料功能层的合成与研究
摘要: 本文致力于合成并研究作为复合多铁性材料潜在组分的薄型铁电层与磁致伸缩层。我们选用Fe10Ni90合金作为磁致伸缩介质,研究了Fe10Ni90薄膜的磁各向异性与磁弹性特性,结果表明通过改变40-80纳米范围内的样品厚度可显著调控这些特性。选取聚偏氟乙烯(PVDF)作为铁电介质,其薄膜通过旋涂法制备,厚度约200纳米。完成了对薄膜结晶度与相组成的分析,发现影响这些特性的因素包括薄膜厚度及其热处理条件。测定了具有优化分层组件参数的PVDF/Fe10Ni90薄膜结构的磁性能。
关键词: 磁致伸缩、聚偏氟乙烯、铁电体、复合多铁性材料、Fe10Ni90
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于有机铁电聚合物的稳健人工突触
摘要: 具有历史依赖电阻特性的忆阻器被视为人工突触,在模拟人脑大规模并行运算与低功耗特性方面具有潜力。然而现有最先进的忆阻器仍存在写入噪声过大、电阻突变剧烈、固有随机性显著、耐久性差及能耗过高等问题,阻碍了大规模神经架构的实现。本研究展示了一种基于铁电聚合物栅极绝缘层的稳健型低能耗有机三端忆阻器,其电导可被精确调控至超过1000个中间态之间变化,最高关断/导通比达≈10^4。通过原位实时关联动态电阻切换与极化变化,明确证实二硫化钼沟道中的准连续阻变源于铁电畴动力学机制。该器件成功模拟了长时程增强/抑制(LTP/D)和脉冲时序依赖可塑性(STDP)等典型突触可塑性行为。此外,预计该器件能承受1×10^9次突触脉冲冲击,且每次突触操作能耗极低(小于1飞焦,与生物突触事件相当),这凸显了其在仿生网络大规模神经架构中的巨大应用潜力。
关键词: 人工突触、有机材料、聚偏氟乙烯、铁电体、忆阻器
更新于2025-09-23 15:21:21
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光致变色陶瓷(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xNa0.5K0.5NbO3:0.002Er通过电场极化实现可调发光对比度
摘要: 已开发出掺杂Er3?的(1-x)Na?.?Bi?.?TiO?-xK?.?Na?.?NbO?(x=0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12)铁电陶瓷二元固溶体,通过交替405纳米光照射与热刺激(200℃)实现了可逆光致变色(PC)反应及其伴随的发光调制。测量了该陶瓷的基本晶体结构、畴结构、铁电性和介电行为。新鲜样品获得了超过50%的中等发光对比度ΔRt。同时,对x=0.02、0.04、0.06组分进行电场极化后,发光对比度ΔRt显著增强——例如x=0.02组分的ΔRt从53.4%提升至85.3%。但x=0.08、0.10、0.12组分的发光对比度ΔRt在极化后反而下降。本文讨论并提出了增强PC反应和发光对比度ΔRt的机理,该研究可能为提升光致变色反应开辟新途径。
关键词: 发光调制、极化、陶瓷、铁电体、光致变色
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用同步辐射X射线衍射研究同构LiNbO?和LiTaO?铁电体的材料结构物理
摘要: 通过对同步辐射X射线粉末衍射数据结合Rietveld法和最大熵法进行分析,研究了化学计量比LiNbO3和LiTaO3铁电体的电子电荷密度。揭示了同构结构中Nb(Ta)-O键长、Nb(Ta)-O键上电子电荷密度与相变温度TC之间的明确关系。Nb(Ta)-O键合对提升TC具有重要作用。LiNbO3的TC高于LiTaO3归因于其Nb-O氧八面体存在更大的晶格畸变。论文还讨论了通过铁电结构晶格畸变程度估算LiNbO3族晶体TC的有效性。
关键词: 铁电体、LiTaO3、X射线衍射、同步辐射、LiNbO3、相变温度、电子电荷密度
更新于2025-09-23 15:21:21
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具有纳米畴的铁电固溶体薄膜中增强的光伏效应
摘要: 极性材料中的畴结构为调控铁电光伏(PV)效应提供了额外的自由度??刂瞥虢峁沟姆椒ㄖ皇怯氩煌猿菩缘睦嗨莆镄纬晒倘芴?。本研究探究了畴结构对xBaTiO3–(1?x)BiFeO3(BT–BFO)固溶体系(x=0.1和0.2)铁电薄膜光伏性能的影响。我们发现用BT替代BFO会显著减小畴尺寸至数十纳米量级,由于畴壁光伏效应的显著贡献,从而增强了光伏响应。
关键词: 固溶体、铁电体、光伏效应、纳米畴、畴壁光伏效应
更新于2025-09-23 15:21:01
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BaTi1-xNixO3陶瓷的结构、多铁性与磁电性能研究
摘要: 本文报道了Ni掺杂对BaTiO3(BTO)陶瓷结构、电学、磁学及磁电性能的影响。X射线衍射(XRD)分析表明,在x=2.5 mol%时发生四方相向六方相的转变。进一步采用Rietveld方法精修XRD数据,以获取BaTi1-xNixO3(BTNO)(0≤x≤10 mol%)陶瓷的相形成、晶格参数及相比例。铁电极化强度随Ni掺杂浓度增加而降低。BTNO组分的相对介电常数随Ni掺杂浓度增加而减小,同时相应的介电损耗增大。除x=2.5 mol% Ni掺杂浓度外,所有BTNO样品的室温磁滞回线(M-H)均呈现具有饱和磁化的铁磁性。在x=2.5 mol% Ni掺杂浓度下,除铁磁性外在高场区还观察到少量抗磁性。铁磁性的起源是通过氧空位的F心交换相互作用。x=10 mol%时剩余磁化强度(Mr)最高,为11.76 memu/g。磁介电系数(MD)和磁电系数(ME)随Ni掺杂浓度增加而逐渐增大,x=10 mol%时分别为1.72%和4.51 mV·cm?1·Oe?1。
关键词: 铁电体、磁电体、钛酸钡、磁性、多铁性材料、钙钛矿
更新于2025-09-23 15:21:01