電學(xué)邊界對(duì)納米PbTiO3點(diǎn)疇結(jié)構(gòu)和熱電效應(yīng)的影響.pdf

1、本文在基于金茲堡—朗道—德文希爾唯象理論的相場(chǎng)法理論下，應(yīng)用有限差分方法及四階龍格—庫塔法數(shù)值求解，研究不同電學(xué)邊界條件對(duì)鐵電納米點(diǎn)疇結(jié)構(gòu)演化和熱電溫度效應(yīng)的影響。本文所用的中間電學(xué)邊界條件，可以用來表示表面電極與納米點(diǎn)之間的黏合情況及電極對(duì)表面電荷的補(bǔ)償情況，進(jìn)而說明退極化電場(chǎng)和退極化電能對(duì)系統(tǒng)自由能的影響，不同以往的對(duì)退極化能進(jìn)行權(quán)重處理，具有實(shí)際的物理意義。
　　當(dāng)電學(xué)參數(shù)λ0為0時(shí)，中間電學(xué)邊界可以退化為開路電學(xué)邊界條件;

2、當(dāng)λ0趨向無窮大時(shí)，對(duì)應(yīng)于短路電學(xué)邊界條件，即表面電荷可充分補(bǔ)償。λ0的值越大，表明表面電荷部分補(bǔ)償?shù)某潭仍酱?，退極化電場(chǎng)能減小得越多。數(shù)值計(jì)算納米PbTiO3(PTO)點(diǎn)結(jié)果表明，在中間電學(xué)邊界條件下，極化強(qiáng)度的環(huán)形矩G隨著參數(shù)值λ0的增大而減少。室溫時(shí)，當(dāng)參數(shù)λ0為0時(shí)，PTO的疇結(jié)構(gòu)為漩渦疇結(jié)構(gòu)，并在λ0為0.25的時(shí)候存在一個(gè)拐點(diǎn)，此時(shí)的環(huán)形矩G突然降低到0，意味著極化強(qiáng)度的漩渦程度大幅度降低，由渦旋疇結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱萎牻Y(jié)構(gòu)。當(dāng)外加

3、正弦環(huán)形電場(chǎng)，環(huán)形矩回線具有類似于電滯回線的變化規(guī)律。而環(huán)形矩回線隨參數(shù)λ0的增大而收縮，在參數(shù)為0.3時(shí)候，納米點(diǎn)從單疇開始演化，隨后微小漩渦出現(xiàn)在表面，隨著電場(chǎng)的增大，促使漩渦長(zhǎng)大并往中心移動(dòng)，最終形成了穩(wěn)定的漩渦疇結(jié)構(gòu)。
　　本文進(jìn)一步研究了中間電學(xué)邊界條件對(duì)熱電效應(yīng)的影響。當(dāng)參數(shù)小于0.25時(shí)候，鐵電相變誘導(dǎo)出現(xiàn)了正的絕熱溫度變化量，結(jié)果與大多數(shù)研究相符。當(dāng)參數(shù)越過0.25，疇結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和鐵電相變共同作用引起了負(fù)正絕熱溫度變