外延PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度对铁电储能性能的影响

人工晶体学报 ›› 2020, Vol. 49 ›› Issue (6): 1057-1063.

外延PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度对铁电储能性能的影响

董磊;赵磊;宋建民

河北农业大学理学院,保定,071001;河北大学物理科学与技术学院,保定,071002;河北农业大学理学院,保定 071001;河北大学物理科学与技术学院,保定 071002

出版日期:2020-06-15 发布日期:2021-01-20
基金资助:
河北农业大学理工基金(LG201611);河北农业大学自主培养博士科研启动经费(PY201809);国家自然科学基金(51802068)

Effect of Thickness of PbZr0. 4 Ti0. 6 O3 Epitaxial Film on Ferroelectric Energy Storage Performance

DONG Lei;ZHAO Lei;SONG Jianmin

Online:2020-06-15 Published:2021-01-20

摘要/Abstract

摘要： 通过修正的Landau-Devonshire热力学模型构建了PbZr0.4 Ti0.6 O3/SrTiO3异质结的电滞回线方程,得到了剩余极化强度Pr、矫顽电场Ec和有效储能密度Wrec的关于PbZr0.4 Ti0.6 O3薄膜厚度h的解析函数,进而研究了连续厚度h对PbZr0.4Ti0.6O3薄膜铁电性能和铁电储能性能的影响.结果表明,Pr,Ec和Wrec均随PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度h的增加呈非线性增大,且当厚度h分别为57.0 nm、64.2 nm和65.8 nm时,达到饱和值75.3μC·cm-2、2240.7 kV·cm-1和9.0 J·cm-3,而能量转换效率η随h的增加呈现出非线性减小,h接近52.6 nm时,η趋于一稳定值4.79;.此外,瞬时相对变化率W'rec(h)和η'(h)均随h增加而减小,当h小于2.4 nm时,η'(h)大于W'rec(h),当h大于2.4 nm时,η'(h)小于W'rec(h),且当h接近50.0 nm时,η'(h)/W'rec(h)趋于一稳定值0.65.

中图分类号:

TM22+1

董磊;赵磊;宋建民. 外延PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度对铁电储能性能的影响[J]. 人工晶体学报, 2020, 49(6): 1057-1063.

DONG Lei;ZHAO Lei;SONG Jianmin. Effect of Thickness of PbZr0. 4 Ti0. 6 O3 Epitaxial Film on Ferroelectric Energy Storage Performance[J]. JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS, 2020, 49(6): 1057-1063.