鐵電薄膜取向?qū)ζ潆姛嵝阅苡绊懙南鄨?chǎng)模擬研究.pdf

1、鐵電薄膜的電熱效應(yīng)，是指在絕熱條件下，鐵電薄膜在外電場(chǎng)作用下自身溫度產(chǎn)生變化的現(xiàn)象?；陔姛嵝?yīng)的制冷技術(shù)，具有制冷效率高、性能穩(wěn)定、環(huán)境友好等特點(diǎn)，在電子封裝、微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。為了使電熱制冷更好地滿足商業(yè)應(yīng)用的需求，需要解決電熱效應(yīng)的“室溫化”和“寬溫域化”兩個(gè)科學(xué)問題。通過控制鐵電薄膜中疇的種類、數(shù)量以及疇翻轉(zhuǎn)等來調(diào)控鐵電薄膜的電熱性能，是解決以上兩個(gè)科學(xué)問題的有效途徑?，F(xiàn)有研究表明，鐵電薄膜的晶體取向是影響鐵電

2、薄膜疇結(jié)構(gòu)的重要因素。因此，從微觀疇結(jié)構(gòu)出發(fā)，研究薄膜晶體取向?qū)﹁F電薄膜電熱性能的影響，對(duì)調(diào)控鐵電薄膜的電熱性能具有重要意義。本文運(yùn)用相場(chǎng)方法，以PbTiO3(PTO)為研究對(duì)象，研究了鐵電薄膜晶體取向?qū)ζ滂F電疇結(jié)構(gòu)和電熱性能的影響，具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　(1)建立了單晶鐵電薄膜電熱效應(yīng)研究的相場(chǎng)模型，研究了雙渦旋疇鐵電薄膜的電熱性能及失配應(yīng)變的影響。研究結(jié)果表明：雙渦旋疇PTO薄膜在0~1200℃的溫度范圍內(nèi)能產(chǎn)生巨電熱

3、效應(yīng)，其最小和最大絕熱溫度變化分別為7.2 K和16.5 K；等軸壓應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)雙渦旋疇PTO薄膜的電熱性能，而等軸張應(yīng)變減弱雙渦旋疇PTO薄膜的電熱性能。
　　(2)建立了不同晶體學(xué)取向下單晶鐵電薄膜電熱效應(yīng)研究的相場(chǎng)模型，研究了晶體學(xué)取向?qū)u旋疇PTO薄膜和90o疇PTO薄膜電熱性能的影響。研究結(jié)果表明：隨著晶體學(xué)取向的改變，渦旋疇PTO薄膜和90o疇PTO薄膜的電熱性能分別呈周期性連續(xù)變化和周期性間斷變化；渦旋疇PTO薄膜和90