بررسی ریزساختار و حوزه های فروالکتریک لایه نازک هم محور تیتانات سرب رشدیافته با روش رسوب گذاری از فاز مایع

نویسندگان

1 بخش مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، تهران، ایران

doi
10.30501/jamt.2020.205466.1049
چکیده

در این تحقیق، لایه نازک تیتانات سرب (PTO)، با ضخامت nm 150، با استفاده از روش رسوب­ گذاری از فاز مایع، روی زیر­لایه تک ­بلور تیتانات استرانسیم آلائیده شده با Nb با جهت بلوری [001]، رشد داده شده است. نتایج پراش پرتو ایکس با قدرت تفکیک بالا (HR-XRD)، نشان داد که لایه PTO، در جهت  [001]، رشد یافته است. لایه نازک، زیر­لایه، تقارن درجه چهار لایه نازک و زیر­لایه، به ­وسیله روبش زاویه ф، به اندازه 360 درجه، حول صفحات {102}، تأیید شد؛ بنابراین، لایه، به­ طور کامل، در جهت بلوری c، رشد یافته است. نقشه فضایی وارون حول صفحه (103) لایه و زیرلایه، نشان داد که لایه نازک، تحت کرنش فشاری صفحه ­ای است. ثوابت شبکه ­ای محاسبه­ شده لایه PTO از موقعیت قله ­ها در محورهای عمودی و افقی، به میزان nm 403/0a= و nm 407/0c= است. این تنش فشاری، به ­دلیل تشکیل فصل مشترک همدوس در فصل مشترک لایه و زیر­لایه و عدم انطباق ثوابت شبکه لایه و زیر­لایه، ایجاد شده است. مطالعات توپوگرافی AFM، نشان داد که لایه نازک، از دانه ­های کشیده­ ای تشکیل شده است که در جهت­ های  [001] و [010]، رشد کرده ­اند. پیکربندی حوزه ­های فروالکتریک با میکروسکوپ نیروی پیزوالکتریکی (PFM)، مطالعه شد. نتایج، نشان داد که لایه، از حوزه­ های فروالکتریک، با مرز زاویه 180 و 90 درجه، تشکیل شده است. تشکیل حوزه­ های فروالکتریک با مرز زاویه 90 درجه، در اثر کرنش فشاری ایجاد شده در لایه، به دلیل عدم انطباق ثوابت شبکه لایه و زیر­لایه است. در واقع، حوزه­ های فروالکتریکی با مرز 90 درجه، جهت کاهش انرژی الاستیک لایه، تشکیل شده است.