有序組裝超薄膜的鐵電性研究.pdf

1、該論文對(duì)具有不同極性有機(jī)分子LB膜的鐵電性能和熱釋電性能進(jìn)行了研究.通過測量樣品的電滯回線和熱釋電系數(shù),研究其鐵電性和熱釋電性與成膜方式及摻雜陽離子之間的關(guān)系,并對(duì)其微觀物理機(jī)理進(jìn)行了初步的探索.主要研究結(jié)果為:首先,利用不同的成膜方式以及在膜中加入不同的雜質(zhì)離子,對(duì)有機(jī)弱極性分子氮冠醚(NC)和花生酸(AA)LB膜(Z型以及交替Y型)的鐵電性進(jìn)行了研究.結(jié)果發(fā)現(xiàn):在氮冠醚/花生酸交替Y型LB膜、摻Ba<'2+>的、摻Mn<'2+>的和

2、摻Mg<'2+>的花生酸的Z型膜以及純的氮冠醚和花生酸的Z型膜中均觀察到了電滯回線,說明它們都具有鐵電性,并且它們各自對(duì)應(yīng)的剩余極化強(qiáng)度大小分別為:9400、180、650、、770、450和15 μCm<'-2>.由此可以推知:Ba<'2+>、Mn<'2+>和Mg<'2+>等離子摻入的離子轉(zhuǎn)移效應(yīng)以及交替膜的層間相互作用對(duì)LB膜的鐵電性有比較大的增強(qiáng)效應(yīng).其次,通過比較不同厚度的半花菁Z型LB膜的電滯回線可知,半花菁染料LB多層膜具有

3、典型的鐵電性,并且對(duì)薄膜厚度有顯著的依賴關(guān)系,即當(dāng)薄膜厚度增加時(shí),剩余極化強(qiáng)度和矯頑電場同時(shí)單調(diào)增加;在45nm~90nm厚度范圍內(nèi),矯頑電場與厚度的關(guān)系可近似表示為Ec∝N<'1.25>,這主要?dú)w因于半花菁染料LB多層膜層間較強(qiáng)的相互作用所導(dǎo)致的電荷轉(zhuǎn)移(質(zhì)子轉(zhuǎn)移)的貢獻(xiàn).最后,對(duì)不同厚度半花菁LB膜的熱釋電系數(shù)與溫度的關(guān)系進(jìn)行了研究.結(jié)果發(fā)現(xiàn):在20~45℃的范圍內(nèi),當(dāng)厚度低于40層時(shí),其熱釋電系數(shù)幾乎不隨溫度的改變而改變,但當(dāng)厚度