鐵電薄膜電滯回線的理論分析.pdf

1、鐵電薄膜具有優(yōu)良的鐵電性、壓電性、熱釋電性、電光、聲光及非線性光學(xué)等特性，引起了人們廣泛的研究興趣。隨著薄膜制各技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們已經(jīng)研制出許多鐵電薄膜器件(比如：電容器、非揮發(fā)性鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器等)，這些功能器件都具有很好的應(yīng)用前景。由于集成鐵電學(xué)的誕生和發(fā)展，人們對(duì)鐵電薄膜材料和半導(dǎo)體集成電路的設(shè)計(jì)與仿真也越來越重視。電滯回線是鐵電體的重要特征，人們進(jìn)行了大量的研究來探尋鐵電薄膜電滯回線的模型，然而至今仍沒有一個(gè)既具有物理意義又具有

2、簡單數(shù)學(xué)表達(dá)式的模型。
　　 本論文的主要工作是通過總結(jié)和分析鐵電薄膜電滯回線的典型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和已有的各種解釋，結(jié)合鐵電薄膜極化反轉(zhuǎn)的機(jī)理，建立合理的鐵電薄膜電滯回線模型。
　　 鐵電薄膜電滯回線的影響因素有很多，例如：摻雜情況、退火溫度及退火氣氛、反轉(zhuǎn)電壓及電極等。因此，實(shí)驗(yàn)測出來的電滯回線也并不都一樣，有飽和的及非飽和的、對(duì)稱的及非對(duì)稱的。鐵電體電滯回線的Miller模型缺乏必要的物理基礎(chǔ)；而利用Preisach磁滯回

3、線理論建立的鐵電體電滯回線模型不具有普遍適用性，它們都存在不足之處。本文根據(jù)鐵電薄膜的宏觀特性(電滯回線)和微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，把構(gòu)成鐵電體的晶胞等效為偶極子。
　　 分析了在外加電場作用下偶極子的極化反轉(zhuǎn)機(jī)理.且運(yùn)用統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的基本原理，建立了一個(gè)新的鐵電薄膜電滯回線模型。在建模過程中通過已報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提取了偶極子在外加電場作用下轉(zhuǎn)向的概率函數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行了傅里葉展開以獲取正確的參數(shù)。運(yùn)用所建模型模擬了不同摻雜、熱處理?xiàng)l件、反轉(zhuǎn)電