.jpg)
Emner som dekkes
Innledning
Prinsipper og instrumentelle aspekter ved Piezoresponse Force Mikroskopi (PFM)
Grunnleggende prinsipper for PFM
History of PFM
Elementær teori om PFM
Kontrast Mechanism i Piezoresponse Force Mikroskopi
Forstyrrelser i PFM Acquisition
Polarisering Mønster og Self-Assembly via PFM
Piezoresponse og Pseudoferroelectricity i ZnO
Elektromekanikk of Biological Systems
Nanoskala Studier av Multiferroic Materials
Konklusjoner
Innledning
Ferroelectrics er en underklasse av piezoelectrics, nemlig materialer som opplever mekanisk deformasjon under spenningen eller lading i henhold til mekanisk kraft. Ferroelectrics viser et bredt spekter av funksjonelle egenskaper, inkludert høy og valgbar elektrisk polarisering, sterk piezoelectricity, høy ikke-lineære optiske aktivitet, fremragende pyroelectricity, og kjente ikke-lineære dielektrisk atferd. Disse egenskapene er uunnværlig for programmene i en rekke elektroniske enheter som sensorer, aktuatorer, IR-detektorer, mikrobølgeovn filtre og, nylig, non-volatile minner, for å nevne noen. På grunn av denne unike kombinasjonen av egenskaper forskere og ingeniører har vært fokus på visualisering av ferroelectric domener (områder med unike polarisering retning) på ulike skalaer.
Nyere fremskritt i syntese og fabrikasjon av mikro-og nanonivå ferroelectrics brakt til liv nye fysiske fenomener og enheter som må studeres og forstås på denne skalaen. Som struktur dimensjonene blir mindre, ferroelectrics viser en markant størrelse effekt manifestert i en betydelig avvik av egenskapene lav-dimensjonale strukturer fra sine bulk analogs. I denne forstand ferroelectrics ligner magnetiske materialer ettersom overflaten energi ikke kan neglisjeres i små volumer og langtrekkende dipol interaksjon er betydelig endret i redusert geometrier. Det avhenger også av om en ferroelectric er innesperret i en-, to-eller alle tredimensjonalt strukturer.
Etter miniatyrisering utfordringen, er romanen teknikker som kreves for evaluering av ferroelectric og piezoelektriske egenskaper med den høye, slutt nanoskala oppløsning. Mange grunnleggende spørsmål har i dag tas opp som effekten av geometri innesperring på ferroelectric og piezoelektriske egenskaper, forholdet mellom lokale piezoresponse og makroskopiske egenskaper, samt mikroskopiske mekanismene for polarisering bytte, domene stabilitet og nedbrytning, inkludert polarisering fenomener i grenselandet.
Utover romanen nanoskala applikasjoner, er funksjonaliteten ferroelectric filmer, polycrystalline keramikk, og selv enkrystaller ofte dominert av defekter som fungerer som nukleasjon og låsing sentre for flytting domenenavn vegger og dermed bestemme piezoresponse. I tillegg unike elektromekaniske egenskaper relaxor ferroelectrics (materialer med gigantiske belastning og dielektrisk konstant) stammer fra samspillet mellom polarisering med kjemiske og lade uorden på nanometer skala. Til slutt er det en ny klasse av multiferroics hvor polarisering er koblet til magnetiseringen på lokal skala.
For å adressere de grunnleggende mekanismene som ligger til grunn funksjonalitet ferroelectric materialer og utstyr, domene strukturer og deres utvikling i henhold bias må studeres på mikro-og nanometer skala. Den raske utviklingen av scanning probe mikroskopi og spesielt Piezoresponse Force Mikroskopi (PFM) har resultert i en fabelaktig fremskritt på dette området som vil bli markert under etter kort beskrivelse av metoden.