多層結構鐵電系統(tǒng)的物理性質研究.pdf

1、該文在橫場伊辛模型、朗道相變理論以及靜電場等理論的框架內,對鐵電薄膜、鐵電雙層膜、鐵電三明治結構以及含有雜質層的鐵電多層膜和含有偶極缺陷的二維偶極點陣系統(tǒng)等多層鐵電系統(tǒng)的相變、熱電、介電、電滯行為等物理性質進行了深入研究.主要內容如下:(1)采用超越平均場理論計算了長程相互作用對鐵電薄膜的物理性質的影響,發(fā)現(xiàn)長程相互作用的增強將使鐵電薄膜的居里溫度升高、臨界橫場增大、臨界尺寸下降.(2)我們首次在長程相互作用的框架內,考察了界面對雙層膜

2、的熱電、介電等物理性質的影響,且量子效應的增強會導致鐵電雙層薄膜的熱電系數(shù)和介電極化率的某些峰的消失.我們對多態(tài)電滯回線的產生和消失作了更詳細的研究,發(fā)現(xiàn)量子效應對多態(tài)電滯回線有重要影響,量子效應的增強會導致多態(tài)電滯回線的消失.(3)我們應用靜電場理論,推廣了鐵電雙層膜的熱電理論,給出了鐵電三明治結構的有效熱電系數(shù),發(fā)現(xiàn)在界面層的熱電系數(shù)與上下兩層的熱電系數(shù)差異較大,且界面層的介電常數(shù)較小的情況下,三明治這種復合結構材料的有效熱電系數(shù)比

3、單一組份材料的熱電系數(shù)可以提高一到兩個數(shù)量級.這在理論上對熱電器件的設計有一定的指導意義.(4)我們首次研究了無極化雜質層對鐵電多層膜極化和介電極化率的作用.雜質層的增厚會導致多層膜的極化和介電極化率的降低.(5)對具有偶極缺陷的鐵電系統(tǒng)的電滯行為的研究,我們不僅考慮了偏離平衡位置,取向可以隨外場的改變和熱擾動而重新取向的偶極缺陷,還同時考慮了偶極極化取向固定的偶極缺陷,在兩維偶極子的點陣模型中,引入了上述兩種類型的偶極缺陷,利用Mon