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討論主題
簡介
原則和器樂方面的壓電響應力顯微鏡（PFM）
PFM的基本原則
烤瓷的歷史
烤瓷的基本理論
在壓電響應力顯微鏡對比機制
在PFM的收購文物
大會通過的PFM極化圖案和自
在氧化鋅的壓電響應和 Pseudoferroelectricity
機電，生物系統
多鐵性材料的納米研究
結論
簡介
鐵電體的壓電子類，即根據施加電壓或機械力作用下充電機械變形的材料，經驗。鐵電體表現出了廣泛的功能特性，包括高切換電動極化，壓電性強，高非線性光學活性，熱電突出，和顯著的非線性介質行為。這些特性在許多電子設備，如傳感器，執行器，紅外探測器，微波濾波器，近日，非易失性存儲器，僅舉幾例的應用是必不可少的。由於這種性質的研究人員和工程師獨特的組合一直注重在不同尺度上的鐵電域的可視化（具有獨特的偏振方向區）。
微型和納米級的鐵電體的合成和製造的最新進展帶來了生活的新的物理現象和設備，需要研究和理解在這一規模。鐵電體結構尺寸越來越小，表現出了明顯的規模效應，表現在低維結構，從他們的大部分類似物的屬性的顯著偏差。在這個意義上說，鐵電體是相似的磁材料由於表面能量不能忽視小批量和遠距離偶極相互作用顯著減少的幾何修改。這也取決於是否局限於一個，兩個，或所有的三維結構的鐵電。
繼微型化的挑戰，新的技術要求高，最終納米級分辨率的鐵電和壓電性能的評價。時下許多基本問題解決，如鐵電和壓電性能，當地的壓電響應和宏觀性能之間的關係，以及極化切換，域穩定和退化，其中包括在界面的極化現象的微觀機制的幾何禁閉起。
除了新穎的納米應用，鐵電薄膜，多晶陶瓷，甚至單晶的功能往往是佔主導地位的缺陷，作為核移動磁疇壁的釘扎中心，從而確定壓電響應。此外，獨特的機電性能的弛豫鐵電體（巨應變和介電常數材料）來自化學和納米尺度上的充電障礙兩極分化的相互作用。最後，還有一類新的偏振耦合在當地範圍內的磁化multiferroics。
為了解決在微觀和納米尺度上研究的基礎偏壓下的鐵電材料和設備，域結構及其演化的功能的基本機制。掃描探針顯微鏡，特別是快速發展， 壓電響應力顯微鏡（PFM） ，導致在這一領域的神話般的地位後，將突出顯示下面的簡短描述的方法。
原則和器樂方面的壓電響應力顯微鏡（PFM）
PFM的基本原則
PFM的探索在納米尺度壓電和鐵電性能的方法是基於對多極化和機械dispacement之間的強耦合。顯然，耦合可以解決一個高度本地化的電場應用的材料和探測與皮米精確度（圖 1）分鐘，由此產生的地表位移。
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圖1。安排交流和直流電壓適用於金屬尖端和機械位移的壓電響應力顯微鏡的原理是通過常規的原子力顯微鏡測量方法。
通用原子力顯微鏡提供了一個理想的平台，為當地壓電效應的研究，由於高垂直分辨率和高電場在金屬針尖與表面之間交界處的本地化。因此， PFM是一個接觸模式原子力顯微鏡 ，其中電氣偏見的導電AFM針尖是作為一個地方通過逆壓電效應的機電耦合探頭。值得注意的是，基本的圖像在形成機制，PFM是相輔相成的，以武力為基礎的原子力顯微鏡方法（力的作用和尖撓度測量）和掃描隧道顯微鏡（STM）（偏壓和電流測量） 。
烤瓷的歷史
STM和原子力顯微鏡的發明，測量偏置引起的變形與掃描探針由於壓電，第一個例子是在1991年，壓電響應進行了研究利用掃描聲學顯微鏡和STM。後來，壓電測量和鐵電疇可視化的原子力顯微鏡的第一篇論文已經出現。這一系列的先驅結果一個高田等（通過隧道聲學顯微鏡的使用應變成像）已獲得的，弗蘭卡等，科洛索夫等和Gruverman等。 Gruverman與合作者的工作就顯得尤為重要，因為它展示了成像和交換中常見的鐵電體和壓印的“壓電響應” 和 “PFM”現在已成為標準的條款。在過去的15年中， PFM已成為鐵電材料的靜態和動態特性研究，最近的書籍和評論的首選工具。
烤瓷的基本理論
在PFM的 ，施加電壓到導電提示
V 一角 = V 直流 + V 交流 COS（ΩT）
這裡V DC是直流偏置（開關偏見），伏交流電 AC偏置（探測偏見）和ω是AC偏置頻率（驅動頻率）。作為樣本的擴大和合同由於逆壓電效應，尖撓度監測使用鎖相放大器，使針尖振盪
一 = 0 + 一個1ωCOS（ΩT+φ）
其中A 0是靜態的地表位移和φ 是伏交流電驅動電壓和感應電壓變形一個 1ω= D 33 EFF伏交流電+（∂C /∂Z）（V直流- V 5）之間的相移 V交流。第一項是真正的壓電響應，由於當地壓電變形有效piezocoefficient D 33 EFF和第二個任期是一個局部的靜電的變形，造成本地和非本地的麥克斯韋stress.20 VS代表的表面電位，C是總 capaciatance的懸臂樣本系統。