Локальное переключение поляризации в монокристаллах релаксорного сегнетоэлектрика ниобата бария-стронция
Аннотация
Выпускная квалификационная работа магистра посвящена исследованию локального переключения поляризации под действием зонда сканирующего зондового микроскопа и облучения электронным и ионным пучком в монокристаллах ниобата бария-стронция (Sr0,61Ba0,39Nb2O6, SBN), легированных церием и никелем.
Для решения поставленных задач использовалась совокупность прямых экспериментальных методов. Особое внимание уделялось визуализации микро- и нанодоменов с высоким пространственным разрешением с последующей оригинальной математической обработкой изображений для получения статистических характеристик.
В ходе работы были проведены исследования локального переключения поляризации монокристаллов SBN, для визуализации микро- и нано- структур использованы силовая микроскопия пьезоэлектрического отклика, для изменения доменной структуры использовались сканирующая зондовая микроскопия и облучение сфокусированным электронным и ионным пучком сканирующего электронно-ионного микроскопа. Исследовано влияние исходной доменной структуры на размеры и форму изолированных доменов, созданных в результате локального переключения поляризации зондом сканирующего зондового микроскопа. Выявлен изотропный рост изолированных доменов, обусловленный генерацией ступеней на доменной стенке путем слияния с изолированными остаточными нанодоменами, существовавшими в исходном состоянии при точечном облучении и показано, что размер доменов линейно возрастает с увеличением дозы облучения. Выявлен эффект взаимодействия доменных стенок растущих доменов. Показано, что во всем диапазоне записанных доз формируются несквозные клиновидные домены.
Результаты работы могут быть использованы для получения регулярных полосовых доменных структур для применения в устройствах преобразования частоты лазерного излучения и интегральной оптики.
Полученные в ходе работы результаты, опубликованы в 3 статьях, в международных журналах, индексируемых в базах цитирований Web of Science и Scopus, а также в 13 тезисах, представленных на 5 всероссийских и 6 международных конференциях
Для решения поставленных задач использовалась совокупность прямых экспериментальных методов. Особое внимание уделялось визуализации микро- и нанодоменов с высоким пространственным разрешением с последующей оригинальной математической обработкой изображений для получения статистических характеристик.
В ходе работы были проведены исследования локального переключения поляризации монокристаллов SBN, для визуализации микро- и нано- структур использованы силовая микроскопия пьезоэлектрического отклика, для изменения доменной структуры использовались сканирующая зондовая микроскопия и облучение сфокусированным электронным и ионным пучком сканирующего электронно-ионного микроскопа. Исследовано влияние исходной доменной структуры на размеры и форму изолированных доменов, созданных в результате локального переключения поляризации зондом сканирующего зондового микроскопа. Выявлен изотропный рост изолированных доменов, обусловленный генерацией ступеней на доменной стенке путем слияния с изолированными остаточными нанодоменами, существовавшими в исходном состоянии при точечном облучении и показано, что размер доменов линейно возрастает с увеличением дозы облучения. Выявлен эффект взаимодействия доменных стенок растущих доменов. Показано, что во всем диапазоне записанных доз формируются несквозные клиновидные домены.
Результаты работы могут быть использованы для получения регулярных полосовых доменных структур для применения в устройствах преобразования частоты лазерного излучения и интегральной оптики.
Полученные в ходе работы результаты, опубликованы в 3 статьях, в международных журналах, индексируемых в базах цитирований Web of Science и Scopus, а также в 13 тезисах, представленных на 5 всероссийских и 6 международных конференциях