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基于BaTiO3多元掺杂提高介电陶瓷铁电材料储能密度及效率的研究
摘要：在环境污染日益严重的情况下，为推动绿色能源的研究，介电陶瓷储能材料正受到广泛研究，其具有充放电循环极快、耐用性高的优点，在新能源汽车、脉冲电源等方面有广阔的用途。但普通介电陶瓷铁电材料储能密度较低，因此，本文以BaTiO 3 (BT)为基础，划分出8个组分，通过传统固相烧结法，将AB位置替换为不同比例的各类元素，以提高其储能密度，提高BT基铁电材料的储能效率。本文研究了掺杂样品的XRD、Raman、铁电、介电、阻抗测试结果，确定了最佳组分。通过Bi3+、Mg2+、Zn2+、Ta5+、Nb5+五种元素掺入制备了(1-x)BT-xBi(Mg1/3Zn1/3Ta1/6Nb1/6)O3系列陶瓷。随着掺杂量x的增加，电滞回线变细，饱和极化强度与剩余极化强度下降，储能密度先上升后下降。x=0.08以后的介电特性呈现平缓的介电峰，说明已经形成了铁电弛豫。最佳组分x=0.12的储能密度和效率分别达到了1.75J/cm3和75%，居里温度约为-20◦C，具有在室温下使用的潜力。
全反铁磁结中的正交层间耦合
实验和理论结果均表明，由于磁矩非常小，平行态和垂直态之间的微小能量差可以体现为反铁磁层间耦合的相当大的层间耦合场，与铁磁层间耦合相比具有独特的优势。结合温度和间隔层厚度相关的 SMR 测量、XMLD 表征和理论模型，证明了反铁磁结中的正交层间耦合。
观察室温金属反铁磁铁CRSB中的自旋分裂
最近，在理论上提出并实现了电子状态的自旋分裂（SS）的非常规的抗铁磁铁，其中包含指向不同方向的矩矩的磁性sublattics通过一组新型的符号来连接。这样的SS是实质性的，依赖性的，并且与自旋 - 轨道耦合（SOC）强度无关，使这些磁铁有望用于抗磁性旋转旋转。在此结合了角度分辨光发射光谱（ARPE）和密度功能理论（DFT）计算，这是一项对CRSB的系统研究，是一种金属旋转式抗速率抗fiferromagnet候选，具有Néel温度T n = 703 K。数据揭示了沿平面外和平面动量方向的CRSB的电子结构，从而使各向异性K依赖性SS与计算结果非常吻合。在非对称动量点下，此类SS的大小至少达到至少0.8 eV，这显着高于最大的已知SOC诱导的SS。这种化合物扩大了抗磁性旋转型材料的材料的选择，并且很可能会刺激随后对在室温下起作用的高效率旋转器件的研究。
BP645电池供电铁铁
新的BP645电池供电的焊铁是典型的全家焊接工作的理想工具。无论是修理孩子的玩具上的连接还是将布线固定在船上拖车上，Weller BP645都可以到达工作所在的地方，而无需担心。它加热了全部，它来自五十多年来最受信任的求职产品中最受信任的名称。
由氧空位再分配驱动的相变，作为铁电HF0.5ZR0.5O2疲劳的机理
作为非易失性记忆设备的有前途的候选人，基于Hafnia的铁电系统最近一直是一个热门研究主题。尽管在过去十年中取得了显着进步，但耐力问题仍然是其最终应用的障碍。在基于钙钛矿的铁电磁体中，例如研究良好的PB [Zr X Ti 1-X] O 3（PZT）家族，在电荷缺陷（例如氧气空位）与移动域的相互作用的框架内讨论了极化疲劳，尤其是在电极界面上，尤其是在转换过程中。武装在这种背景下，设定了一个假设，以检验类似的机制可以与基于Hafnia的铁电机一起发挥作用。导电钙钛矿LA-SR-MN-O用作建立LA 0.67 SR 0.33 MNO 3 / HF 0.5 Zr 0.5 O 2（HZO） / LA 0.67 SR 0.67 SR 0.67 SR 0.33 MNO 3 MNO 3式结构的接触电极。纳米级X射线差异在单个电容器上进行，并在双极切换过程中证明了从极性O期向非极性M期的结构相变。已在不同的氧空位浓度下计算了多相HZO的能量格局。基于理论和实验结果，发现在电循环过程中由氧空位再分配引起的极性到非极相变，这可能是HZO疲劳的一种解释。
一种高度兼容 CMOS 的氧化铪基铁电二极管
为了解决“存储墙”问题，人们迫切需要具有高速度和高密度的存储设备。在这里，我们展示了一种高度可扩展的三维可堆叠铁电二极管，其整流极性由 Hf 0.5 Zr 0.5 O 2 薄膜的极化反转调制。通过利用原子分辨率球差校正 STEM 可视化铪/锆晶格序和氧晶格序，我们揭示了 Hf 0.5 Zr 0.5 O 2 薄膜的自发极化与氧原子位移之间的相关性，从而明确地识别出 Hf 0.5 Zr 0.5 O 2 薄膜中的非中心对称 Pca2 1 正交相。我们进一步在 8 层 3D 阵列中实现了这种铁电二极管。演示了高达 20 ns 的运行速度和超过 10 9 的耐用性。超过 100 的内置非线性保证了其自选择特性，从而无需使用外部选择器来抑制大阵列中的漏电流。这项工作为未来存储器层次结构的演进开辟了新的机会。
snte/pbte单层异质结构中的面向涡流的铁电域
valleytronic，光学，热，磁性和铁电性能在新型异质结构和设备中。它们的弱层间耦合可以通过机械堆叠2D材料来相对简单地制造垂直侵蚀。另一方面，侧面异质结构（LHSS）的层次是现代金属 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化导向器磁场晶体效应的基于微电极的基本结构，由于需要更多的复杂生长和兴奋剂技术，因此受到了探索的较少。受到可能从2D LHSS出现的潜在杰出性能和多功能调整自由的鼓励，在该领域进行了多项实验和理论研究。[1] The earliest experimentally realized 2D LHSs were those between graphene and hexagonal boron nitride (hBN) [2–6] grown by chemical vapor depo- sition (CVD), from which prototype field effect transistors (FETs) were demonstrated [2–5] Shortly later, a series of transition metal dichalcogenide (TMDC) mono layer (ML)通过一步或两步的CVD方法制备LHSS，包括MOS 2，MOSE 2，WS 2和WSE 2的组合。[7-12]所有这些TMDC LHSS都显示二极管样电流的整流效应。[26]同时，制造了具有高性能的原型设备，包括光电二极管和互补的金属 - 氧化物 - 半导体晶体管逆变器，[7,10–12]通过控制良好的气体流量切换技术或光刻辅助辅助阴离子的替代品，TMDC LHS的脱位量很清晰。 LHSS仅由一种材料组成，但具有不同的厚度，[16,17]或介电环境[18]在其界面上，产生了电子带隙，整流和光伏效应的修饰。将材料与不同空间对称性组合的2D LHS的其他形式，例如石墨烯-TMDC LHSS [19-22] HBN-TMDC LHSS，[19]石墨烯纳米替伯型LHSS与不同的兴奋剂[23]或宽度[23]或宽度[24] [24]单钙化剂 - 二甲基二苯二苯lhss [26]是通过各种增强的CVD方法创建的，例如机械 - 脱落的辅助CVD，[19]种子促进的CVD，[20]由等离子体蚀刻定义的模板生长，由等离子体蚀刻[21] [21] [21]和热层转化化学构图。
氧空位对铁电氧化铪电场循环行为的影响
摘要 —基于密度泛函理论（DFT）计算，提出了一种关于HfO 2 基铁电器件中氧空位（Vo）的新机制。在该机制中，除了已知的o相HfO 2 之外，m相HfO 2 中的Vo不仅作为电子陷阱而且也表现出铁电性。而“唤醒”过程中剩余极化的增加主要归因于这部分Vo-m相HfO 2 铁电单元。基于新机制，开发了动力学蒙特卡罗（KMC）模拟器来量化在HfO 2 基铁电器件中观察到的典型电场循环行为，包括唤醒、疲劳、分裂和击穿效应。这种新的认识建立了Vo与循环行为之间的关系，并进一步揭示了掺杂剂与HfO 2 基铁电器件唤醒特性之间的联系。
铁电纤锌矿 Al1-xScxN 单晶的现象学热力学能量密度函数
开发了铁电纤锌矿氮化铝钪 (Al 1 − x Sc x N) 固溶体的 Landau – Devonshire 热力学能量密度函数。该函数使用现有的实验和理论数据进行参数化，能够准确再现块体和薄膜的成分相关铁电特性，例如自发极化、介电常数和压电常数。发现纤锌矿结构保持铁电性的最大 Sc 浓度为 61 at. %。对 Al 1 − x Sc x N 薄膜的详细分析表明，铁电相变和特性对基底应变不敏感。这项研究为新型铁电纤锌矿固溶体的定量建模奠定了基础。
CuInP 2 S 6 薄膜的压电、热电和电热性质的应变诱导转变
低维铁电体、亚铁电体和反铁电体由于其不同寻常的极性、压电、电热和热电特性而受到迫切的科学关注。层状二维范德华材料（如 CuInP 2 (S,Se) 6 单层、薄膜和纳米薄片）的铁电特性的应变工程和应变控制具有根本性的意义，尤其有望在纳米级非易失性存储器、能量转换和存储、纳米冷却器和传感器等高级应用中得到应用。在这里，我们研究了半导体电极覆盖的亚电介质 CuInP 2 S 6 薄应变膜的极性、压电、电热和热电特性，并揭示了失配应变对这些特性的异常强烈影响。特别是，失配应变的符号及其大小决定了压电、电热和热电响应的复杂行为。与许多其他铁电薄膜相比，应变对这些特性的影响是相反的，即“异常的”，对于这些铁电薄膜，平面外剩余极化、压电、电热和热电响应对于拉伸应变强烈增加，对于压缩应变则减小或消失。