铁电材料性能测试与表征
【实验目的】
1、了解铁电薄膜材料的功能和应用前景。
2、理解什么是铁电体，理解掌握电滞回线及其测量原理和方法。
3、掌握用溶胶-凝胶法制备PbTiO3薄膜。
4、学会用多种测试手段对PbTiO3薄膜进行结构分析和铁电性质表征。
【教学重点】
1.铁电薄膜材料的性质和应用；
2.溶胶-凝胶制备铁电薄膜的方法；
3.铁电薄膜性质测试分析方法。
【教学难点】
溶胶-凝胶制备薄膜工艺
【时间安排】6学时
【教学内容】
一、检查学生预习情况
检查预习报告。
二、学生熟悉实验仪器设备
匀胶机，快速退火炉，X射线衍射仪（X R D）,扫描电子显微镜（S E M）,铁电测试仪等。
三、讲述实验目的和要求
1.选用结晶乙酸铅、钛酸丁酯为离子源。
2.将结晶乙酸铅按所需比例称量，加入乙二醇乙醚，加热至80℃时乙酸铅溶解，118℃时乙酸铅中的结晶水挥发。
3.缓慢加入钛酸丁酯，并不停搅拌，124℃时乙酸丁酯挥发，铅钛复醇盐形成，135℃时溶剂挥发，冷却至室温。
4.加一定量的稀释剂和稳定剂，配成0.2mol/L的溶液。
5.用匀胶机多次甩胶成膜。
6.快速退火炉，450℃～700℃下热处理制成PbTiO3薄膜。
7.分别用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、对PbTiO3薄膜进行结构和形貌分析和观察。
8.用铁电测试仪对其铁电性进行分析。
四、实验原理
铁电体的极化随外电场的变化而变化，但电场较强时，极化与电场之间呈非线性关系。在电场
作用下新畴成核生长，畴壁移动，导致极化转向。在电场很弱时，极化线性地依赖于电场，见图(10.1
-1) ,此时可逆的畴壁移动成为不可逆的，极化随电场的增加变得比线性段快。当电场达到相应于
B 点值时，晶体成为单畴，极化趋于饱和。电场进一步增强时，由于感应极化的增加，总极化仍然
有所增大(BC 段)。如果趋于饱和后电场减小，极化将循CBD 段曲线减小，以致当电场为零时，晶
体仍保留在宏观极化状态，线段OD 表示的极化称为剩余极化r P 。将线段CB 外推到与极化轴相交
于E ，则线段OE 为饱和自发极化s P 。如果电场反向，极化将随之降低并改变方向，直到电场等
于某一值时，极化又将趋于饱和。这一过程如曲线DFG 所示，OF 所代表的电场是使极化等于零的
电场，称为矫顽场c E 。电场在正负饱和度之间循环一周时，极化与电场的关系如曲线CBDFGHC 所示此曲线称为电滞回线。
图10.1-1 铁电体的电滞回线
图10.1-2 Sawyer-Tower 电路原理图
电滞回线可以用图10.1-2的装置显示出来（这就是著名的Sawyer-Tower 电路），以铁电晶体
作介质的电容x C 上的电压V 是加在示波器的水平电极板上，与x C 串联一个恒定电容y C (即普通
电容)，y C 上的电压V y 加在示波器的垂直电极板上，很容易证明y V 与铁电体的极化强度P 成正比，
因而示波器显示的图象，纵坐标反映P 的变化，而横坐标x V 与加在铁电体上外电场强成正比，因
而就可直接观测到E P ?的电滞回线。下面证明y V 和P 的正比关系，因
y
x x
y x y C C j C j V ==ωω11
(10.1-1) 式中ω为图中电源V 的角频率
d S
C x 0εε=
(10.1-2) ε为铁电体的介电常数,0ε为真空的介电常数,
s 为平板电容x C 的面积，d 为平行平板间距离，代入（10.1-1）式得：
E C S d V C S C C V y x y x Y
x y 00εεεε=== (10.1-3) 根据电磁学 E E E P χεεεεε000)1(=≈?=
(10.1-4)
对于铁电体>>ε1，故有(10.1-4)近似等式，代入（10.1-3）式得：
P C S V y
y = (10.1-5)
因S 与y C 都是常数，故y V 与P 成正比。
(2) 居里点c T
当温度高于某一临界温度c T 时,晶体的铁电性消失。这一温度称为铁电体的居里点。由于铁电
性的消失或出现总是伴随着晶格结构的转变，所以是个相变过程。已发现铁电体存在两种相变：一
级相变伴随着潜热的产生，二级相变呈现比热的突变，而无潜热发生，又铁电相中自发极化总是和
电致形变联系在一起，所以铁电相的晶格结构的对称性要比非铁电相为低。如果晶体具有两个或多
个铁电相时，最高的一个相变温度称为居里点，其它则称为转变温度。
五、测试方法
铁电薄膜材料的测量仪主要包括可编程信号源、微电流放大器、积分器、放大倍数可编程放
大器、模/数转换器、数/模转换器、微机接口部分、微机和应用软件等部分组成.系统框图见图 10.1-3，硬件系统由一台计算机、一片带A/D 、D/A 及开关量控制输出功能的计算机接口卡和信号调理电路部分组成。
图10.1-3 铁电性能测量仪结构框图
（2） 测量电路
目前，测量电滞回线的方法较多。其中测试方法简单、应用最广泛的是Sawyer-Tower 电路，
如图10.1-4所示，其中虚框部分为铁电薄膜样品的等效电路，Xi C 为线性感应等效电容，X R 为铁
电薄膜样品的漏电导及损耗等效电阻，XS C 为与自发极化反转对应的非线性等效电容。
图10.1-4 Sawyer-Tower 电路（虚框中为铁电薄膜样品等效电路）
在理想情况下，若只考虑XS C 的作用（认为Xi C 与X R 开路），很容易证明y U 与铁电薄膜样品
的极化强度P 成正比。但一般情况下，铁电薄膜样品同时具有漏电导和线性感应电容，如果要获得
铁电薄膜样品的本征电滞回线，必须在测量过程中对样品的漏电导和线性感应电容进行合适的补
C的选取和精度会影响测试的偿，这在实际测量中是较难处理的。另外，此电路中外接积分电容
精确度，当然给铁电薄膜样品提供的信号源U的频率对测试结果也有很大的影响，这样就较难对测试结果进行标定和校准。
图10.1-5电滞回线测量电路（虚框中为铁电薄膜样品等效电路） 为此我们选用如图10.1-5所示的测量电路，此电路由信号源U、被测样品、电流放大器和积
U进入测量分器组成。信号源U提供给被测样品的电流经电流放大器放大再经积分器积分后得到
y
系统。即使被测样品端加的电压U为零，积分器上仍然维持电压，被测样品端是虚地的，因此此
C，可减小寄生元件的影响。此电路的测试精测试电路可称为虚地模式。此电路取消了外接电容
C的精度，减少了对测试的影响环节，比较容易标定和校准，并且能度仅取决于积分器积分电容
1
实现较高的测量准确度。
六、指导学生完成实验
七、检查实验数据、实验仪器。教师签字认可。
【复习思考】
1.铁电体的电滞回线和温度有无关系，为什么？
2.试画出铁电薄膜样品的等效电路并分析其各个部分对铁电薄膜样品性能的影响。
3.测量过程中引线分布电容对测量结果有无影响？如何消除此影响？
4.在用溶胶-凝胶法制备PbTiO3薄膜过程为何要加入一定的稳定剂?
5.影响铁电薄膜性能的主要因素是什么？
6.在制膜过程中,退火温度和退火时间对薄膜结构和性能有什么影响?
【教学后记】
薄膜材料的应用与发展 薄膜材料的发展以及应用，薄膜材料的分类，如金刚石薄膜、铁电薄膜、氮化碳薄膜、半导体薄膜复合材料、超晶格薄膜材料、多层薄膜材料等。各类薄膜在生产与生活中的运用以及展望。 1 膜材料的发展 在科学发展日新月异的今天，大量具有各种不同功能的薄膜得到了广泛的应用，薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位。 自然届中大地、海洋与大气之间存在表面，一切有形的实体都为表面所包裹，这是宏观表面。生物体还存在许多肉眼看不见的微观表面，如细胞膜和生物膜。生物体生命现象的重要过程就是在这些表面上进行的。细胞膜是由两层两亲分子--脂双层膜构成，它好似栅栏，将一些分子拦在细胞内，小分子如氧气、二氧化碳等，可以毫不费力从膜中穿过。膜脂双层分子层中间还夹杂着蛋白质，有的像船，可以载分子，有的像泵，可以把分子泵到膜外。细胞膜具有选择性，不同的离子须走不同的通道才行，比如有K＋通道、Cl－通道等等。细胞膜的这些结构和功能带来了生命，带来了神奇。 2 膜材料的应用 人们在惊叹细胞膜奇妙功能的同时，也在试图模仿它，仿生一直以来就是材料设计的重要手段，这就是薄膜材料。它的一个很重要的应用就是海水的淡化。虽然地球上70％的面积被水覆盖着，但是人们赖以生存的淡水只占总水量的2.5％～3％，随着人口增长和工业发展，当今世界几乎处于水荒之中。因此将浩瀚的海水转为可以饮用的淡水迫在眉睫。淡化海水的技术主要有反渗透法和蒸馏法,反渗透法用到的是具有选择性的高分子渗透膜,在膜的一边给海水施加高压,使水分子透过渗透膜,达到膜的另一边,而把各种盐类离子留下来,就得到了淡水。反渗透法的关键就是渗透膜的性能,目前常用有醋酸纤维素类、聚酰胺类、聚苯砜对苯二甲酰胺类等膜材料.这种淡化过程比起蒸法法,是一种清洁高效的绿色方法。 利用膜两边的浓度差不仅可以淡化海水,还可以提取多种有机物质。工业生产中，可用膜法过滤含酚、苯胺、有机磺酸盐等工业废水，膜法过滤大大节约了成本,有利于我们的生存环境。 膜的应用还体现在表面化学上面。在日常生活中,我们会发现在树叶表面,水滴总是呈圆形,是因为水不能在叶面铺展。喷洒农药时,如果在农药中加入少量的润湿剂(一种表面活性剂),农药就能够在叶面铺展,提高杀虫效果,降低农药用量。 更重要的，研究人员还将膜材料用于血液透析，透析膜的主要功能是移除体内多余水份和清除尿毒症毒素，大大降低了肾功能衰竭患者的病死率[1] 3 膜材料的分类 近年来,随着成膜技术的飞速发展,各种材料的薄膜化已经成为一种普遍趋势。 薄膜材料种类繁多,应用广泛,目前常用的有：超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、绝缘薄膜、钝化与保护薄膜、压电薄膜、铁电薄膜、光电薄膜、磁电薄膜、磁光薄膜等。目前很受人们注目的主要有一下几种薄膜。 3.1金刚石薄膜 金刚石薄膜的禁带宽，电阻率和热导率大，载流子迁移率高，介电常数小，击穿电压高，是一种性能优异的电子薄膜功能材料，应用前景十分广阔。 近年来,随着科技的发展,人们发展了多种金刚石薄膜的制备方法,比如离子束沉积法、磁控溅射法、热致化学气相沉积法、等离子化学气相沉积法等.成功获得了生长速度快、具有较高质量的膜,从而使金刚石膜具备了商业应用的可能。
铁电薄膜的铁电性能测量 引言 铁电体是这样一类晶体:在一定温度范围内存在自发极化,自发极化具有两个或多个可能的取向,其取向可能随电场而转向.铁电体并不含“铁”,只是它与铁磁体具有磁滞回线相类似，具有电滞回线，因而称为铁电体。在某一温度以上，它为顺电相，无铁电性，其介电常数服从居里-外斯（Curit-Weiss）定律。铁电相与顺电相之间的转变通常称为铁电相变，该温度称为居里温度或居里点Tc。铁电体即使在没有外界电场作用下，内部也会出现极化，这种极化称为自发极化。自发极化的出现是与这一类材料的晶体结构有关的。 晶体的对称性可以划分为32种点群。在无中心对称的21种晶体类型种除432点群外其余20种都有压电效应，而这20种压电晶体中又有10种具热释电现象。热释电晶体是具有自发极化的晶体，但因表面电荷的抵偿作用，其极化电矩不能显示出来，只有当温度改变，电矩（即极化强度）发生变化，才能显示固有的极化，这可以通过测量一闭合回路中流动的电荷来观测。热释电就是指改变温度才能显示电极化的现象，铁电体又是热释电晶体中的一小类，其特点就是自发极化强度可因电场作用而反向，因而极化强度和电场E 之间形成电滞回线是铁电体的一个主要特性。 自发极化可用矢量来描述，自发极化出现在晶体中造成一个特殊的方向。晶体红，每个晶胞中原子的构型使正负电荷重心沿这个特殊方向发生位移，使电荷正负中心不重合，形成电偶极矩。整个晶体在该方向上呈现极性，一端为正，一端为负。在其正负端分别有一层正和负的束缚电荷。束缚电荷产生的电场在晶体内部与极化反向（称为退极化场），使静电能升高，在受机械约束时，伴随着自发极化的应变还将使应变能增加，所以均匀极化的状态是不稳定的，晶体将分成若干小区域，每个小区域称为电畴或畴，畴的间界叫畴壁。畴的出现使晶体的静电能和应变能降低，但畴壁的存在引入了畴壁能。总自由能取极小值的条件决定了电畴的稳定性。 参考资料 [1]钟维烈，铁电物理学，科学出版社，1996。 [2]干福熹，信息材料，天津大学出版社，2000 [3]J.F.Scoot,Ferroelectric Memories,Springer,2000。 实验目的 一、了解什么是铁电体，什么是电滞回线及其测量原理和方法。 二、了解铁薄膜材料的功能和应用前景。 实验原理 一、铁电体的特点 1．电滞回线 铁电体的极化随外电场的变化而变化，但电场较强时，极化与电场之间呈非线性关系。在电场作用下新畴成核长，畴壁移动，导致极化转向，在电场很弱时，极化线
河南大学生命科学学院考研调剂信息发 布 各位考生，河南大学生命科学学院2015考研调剂信息发布，有意向调剂至该校的同学可以重点关注，提醒大家，忙与调剂的同时别忘了准备复试！ 河南大学生命科学学院始创于1923年的河南大学生物系。由于历史原因，生物系先后于1950年和1962年两次完全中断。1986年，经当时国家教委批准重建新的生物学系，重新开始生物学科建设，发展至今。 目前，学科点拥有一支阵容整齐、结构合理、素质优秀的学术队伍。现有教授28人、副教授45人，其中，双聘院士1人，国家杰出青年基金获得者3人，“973”计划和国家重大科学研究计划首席科学家2人，全国杰出专业技术人才1人，河南省科学技术杰出贡献奖获得者1人，河南省杰出专业技术人才2人，“万人计划”科技创新领军人才1人，国家“百千万人才工程”2人，教育部“长江学者”特聘教授1人，河南省“中原学者”2人，河南省特聘教授2人，河南大学黄河学者\特聘教授9人;享受国务院特殊津贴专家4人，享受河南省政府特殊津贴专家1人，河南省省管优秀专家2人，具有博士学位的教师71人。 现有生物学一级学科博士学位授权点，生态学一级学科博士学位授权点，生物学博士后流动站，生态学博士流动站，农学专业作物遗传育种硕士学位授权点和工学专业生物化工硕士学位授权点，2个省级第一层次重点学科(生物学一级学科、生态学一级学科)，3个优秀学术群体，3个校级重点科研机构和2个生态学科研基地，并拥有“棉花生物学”国家重点实验室和“植物逆境生物学”省部共建教育部重点实验室。学院以培养“宽口径、厚基础、高素质、强能力”的人才为目标，依托国家重点实验室和省部共建重点实验室特色的研究设备和技术力量，开设有生物科学、生物工程和植物科学与技术3个本科专业，并具备完善的研究生培养体系。在校本科生、研究生近1000人，各类教学及科研实验室20余个，设备总价值近6000万元。 学院科研工作扎实，全院目前拥有的在研项目包括“973”、国家自然科学基金杰出青年基金项目、国家自然科学基金重点项目、面上项目以及国家重大转基因专项等共60余项，省部级重大科研项目余30项;科研经费近1亿元;近3年在国内外核心期刊上发表各类学术论文270余篇。 河南大学-棉花生物学国家重点实验室/河南省植物逆境生物学教育部重点实验室针对国际农业科技发展前沿并结合国家需求与黄淮海区域特点，开展与旱地农业生产实践相关的重大基础理论和技术开发研究，系列研究工作发表在The Plant Cell、PNAS、Plant Physiology 等国际知名的学术刊物上。“提高植物水分利用效率的气孔调节机制研究”，2012年获国家自然科学二等奖。所培养的博士生学位论文，有2篇被评为全国优秀博士学位论文提名论文。 2015年，生命科学学院各实验室有接收调剂生名额，欢迎符合国家调剂政策的优秀考
铂纳米微粒制备方法的研究 李明元1,毛立群2,郭建辉2,黄在银1 (1.广西大学化学化工学院,广西,南宁 530004;2.河南大学化学化工学院,河南,开封 475001) 摘 要:分散型铂纳米微粒和负载型铂纳米微粒都是重要的催化剂。制备尺度可控、粒度分布均一的铂纳米微粒,对提高其催化活性和选择性,以及延长其使用寿命具有重要的意义。本文介绍了分散型和负载型铂纳米微粒常用的制备方法,讨论了各方法的制备原理及其优缺点。 关键词:纳米铂;制备方法;分散型;负载型 1 前言 铂及其合金在石油和化学工业中主要用作催化剂,对加氢反应,氧化反应具有较好的催化性能[1-2]。近年来随着纳米科学与技术研究的不断深入,研究工作者发现纳米铂由于具有比表面积高和因而显示出的更高的催化活性,使得关于纳米铂的制备及催化性能研究成为热点[3-5]。铂纳米微粒的制备方法大致分为两类,即化学法(化学还原法、微乳液法等)和物理方法(真空蒸镀法、等离子体溅射法、粒子束外延法等)。铂纳米微粒的催化性能与其制备方法密切相关,微粒的尺度、形貌、化合价等对其催化性能起着至关重要的作用[6],此外,对于载体型纳米铂催化剂而言,载体的性质也同样对纳米铂的催化性能也会产生影响。本文简述了铂纳米微粒的制备方法,主要介绍各种制备方法的原理及其优缺点,以及运用这些方法制备*铂纳米微粒所取得的进展。 2 分散型铂纳米微粒的制备 分散型铂纳米微粒的制备方法主要有化学还原法、微乳液法、吸氢多次还原法等。目前关于负载型铂纳米微粒的制备研究较多,而分散型铂纳米微粒的制备研究相对较少。 2.1 化学还原法 化学还原法制备纳米铂微粒,一般是在含有金属铂的盐或者酸里面加入还原剂还原高价铂到铂单质,然后经过洗涤、过滤、干燥、煅烧等处理后得到催化剂铂纳米粉体。常用的还原剂有甲醛[7]、多聚甲醛[8]、硼氢化钠[9]、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、乙醇、乙二醇、柠檬酸、葡萄糖、水合肼等。化学还原法具有操作简单,反应条件温和,对仪器的要求低等优点。但是用化学还原法制备铂纳米微粒需要加入还原剂、保护剂等,在后处理过程中需采用高温焙烧的方法将它们除去。而在焙烧过程中容易造成保护剂的碳化和铂纳米微粒的团聚[10],因此化学还原法不容易得到小尺度,且粒度均一的铂纳米微粒。保护剂主要有聚合物、有机配合物、壳聚糖、表面活性剂等[11]。通常,保护剂的加入量对铂纳米微粒尺度有重要影响,铂纳米微粒的团聚程度随着保护剂的加入量的增加而减小。 唐浩林等[12]在碱性条件下(pH=8.5)用无水乙醇还原氯铂酸,并采用Nafion聚离子对生成的铂纳米微粒进行表面修饰,得到平均粒径为4nm的铂纳米微粒。Nafio n憎水性极强的高分子主链和亲水性的磺酸基团对铂纳米微粒具有良好的化学修饰作用,且Nafion聚离子对铂存在位阻作用,使铂纳米微粒稳定吸附在Nafion聚离子上而彼此分散开。陈卫等[13-14]在碱性条件下用甲醇做还原剂还原氯铂酸,分别在加入保护剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和没有加入保护剂的条件下制得了平均粒径为2.5nm 的球状铂纳米微粒。杨玉琴等[15]在加入保护剂PVP 下,用两种还原剂乙醇和硼氢化钠还原氯铂酸制得铂纳米微粒。他们的研究表明,加入的保护剂越多,得到的铂纳米微粒就越小,分散性也越好,但是保护剂加入的越多,制备的铂纳米颗粒的催化性能就越低。他们还发现,用硼氢化钠做为还原剂制备的铂纳米微粒较小并且很少有团聚现象。吕高孟等[16]以吡啶为保护剂,在室温条件下以硼氢化钾为还原剂制得了粒径在2.0～3.0nm的铂纳米微粒。用吡啶作保护剂解决了空气对保护剂的破坏从而使胶体纳米铂可以较长时间地存在。但胶体纳米铂难以分离,因此他们所制备的铂纳米粒子并没有从胶体中分离出来。由Fox研究小组[17]用聚芳醚二硫树枝状分子作保护剂得到启发,张伟等[18]用聚芳醚三乙酸铵树枝分子作为保护剂制得了平均粒径为2.5nm的铂纳米微粒。聚芳醚三乙酸铵树枝分子上的羟基与铂纳米微粒之间有较强的相互作用,使其具有较好的稳定性,不宜发生团聚。 2.2 微乳液法 微乳液中油包水型(W/O)的水核尺寸小且彼此分离,不同水核内不能进行物质交换,因此适当的微乳液可以制备出尺寸和大小都比较均一且分散性好的纳米微粒[19]。微乳液中组分的比例对纳米微粒 5 2007年第12期 内蒙古石油化工 收稿日期:2007-08-14 基金项目:河南省教育厅资助项目(2007150007)
关于铁电材料的发展历史和现状(1) 符春林潘复生蔡苇邓小玲 论文关键词：铁电材料罗息盐磷酸二氢钾钙钛矿 论文摘要：铁电材料是～类重要的功能材料，是近年来高新技术研究的前沿和热点之一符春林潘复生蔡苇邓小玲论文关键词：铁电材料罗息盐磷酸二氢钾钙钛矿 论文摘要：铁电材料是～类重要的功能材料，是近年来高新技术研究的前沿和热点之一。通过罗息盐时期一发现铁电性、KDP时期一铁电热力学理论、钙钛矿时期一铁电软模理论、铁电薄膜及器件时期～小型化四个阶段阐述了铁电材料的发展历史，提出了研究中需要解决的一些问题。 铁电材料是一类重要的功能材料．它具有介电性、压电性、热释电性、铁电性以及电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等重要特性，可用于制作铁电存储器、热释电红外探测器、空间光调制器、光波导、介质移相器、压控滤波器等重要的新型元器件。这些元器件在航空航天、通信、家电、国防等领域具有广泛的应用前景。因此铁电材料成了近年来高新技术研究的前沿和热点之一。 早在远古时期，人们就知道某些物质具有与温度有关的自发电偶极距，因为它们被加热时具有吸引其它轻小物体的能力。1824年Brewster观察到许多矿石具有热释电性。l880
年约·居里和皮·居里发现当对样品施加应力时出现电极化的现象。但是，早期发现的热释电体没有一个是铁电体。在未经处理的铁电单晶中。电畴的极化方向是杂乱的，晶体的净极化为零，热释电响应和压电响应也十分微小，这就是铁电体很晚才被发现的主要原因。直到l920年，法国人Valasek 发现了罗息盐特异的介电性能，才掀开了铁电体的历史。 在铁电发展史上的重要历史事件按年代顺序列于表l 中。 1四个发展阶段 关于铁电的发展历史，大体可以分为以下四个阶段。 1．1罗息盐时期一发现铁电性 1919年，JosephVa1asek在美国明尼苏达州大学读研究生，师从物理学家WFGSwan教授。从事宇宙射线物理理论研究工作而闻名于世的Swan教授建议Valasek研究罗息盐单晶的物理性能。在接下来的两年里，Valasek测量了罗息盐的线性介电响应、非线性介电性能、压电性能、热释电现象等宏观性能。1920年4月23日在华盛顿举办的美国物理学会会议上，铁电性概念诞生了。 Valasek在“PiezoelectricandalliedphenomenainR0chellesalt”报告中指出：电位移D、电场强度E、极化强度尸分别类比于磁学中的、和，．罗息盐中P与E之间存在的回线与磁滞回
铁电性 【引言】 铁电体是这样一类晶体:在一定温度范围内存在自发极化,自发极化具有两个或多个可能的取向,其取向可能随电场而转向.铁电体并不含“铁”,只是它与铁磁体具有磁滞回线相类似，具有电滞回线，因而称为铁电体。在某一温度以上，它为顺电相，无铁电性，其介电常数服从居里-外斯（Curit-Weiss）定律。铁电相与顺电相之间的转变通常称为铁电相变，该温度称为居里温度或居里点Tc。铁电体即使在没有外界电场作用下，内部也会出现极化，这种极化称为自发极化。自发极化的出现是与这一类材料的晶体结构有关的。晶体的对称性可以划分为32种点群。在无中心对称的21种晶体类型种除432点群外其余20种都有压电效应，而这20种压电晶体中又有10种具热释电现象。热释电晶体是具有自发极化的晶体，但因表面电荷的抵偿作用，其极化电矩不能显示出来，只有当温度改变，电矩（即极化强度）发生变化，才能显示固有的极化，这可以通过测量一闭合回路中流动的电荷来观测。热释电就是指改变温度才能显示电极化的现象，铁电体又是热释电晶体中的一小类，其特点就是自发极化强度可因电场作用而反向，因而极化强度和电场E 之间形成电滞回线是铁电体的一个主要特性。自发极化可用矢量来描述，自发极化出现在晶体中造成一个特殊的方向。晶体中，每个晶胞中原子的构型使正负电荷重心沿这个特殊方向发生相对位移，使电荷正负重心不重合，形成电偶极矩。整个晶体在该方向上呈现极性，一端为正，一端为负。在其正负端分别有一层正和负的束缚电荷。束缚电荷产生的电场在晶体内部与极化反向（称为退极化场），使静电能升高，在受机械约束时，伴随着自发极化的应变还将使应变能增加，所以均匀极化的状态是不稳定的，晶体将分成若干小区域，每个小区域内部电偶极子沿同一方向，但各个小区域电偶极子方向不同，这些小区域称为电畴或畴，畴的间界叫畴壁。畴的出现使晶体的静电能和应变能降低，但畴壁的存在引入了畴壁能。总自由能取极小值的条件决定了电畴的稳构型。 二、实验目的 1、了解什么是铁电体，什么是电滞回线及其测量原理和方法。 2、了解铁薄膜材料的功能和应用前景。 三、实验原理 1、铁电体的特点 （1）电滞回线 铁电体的极化随外电场的变化而变化，但电场较强时，极化与电场之间呈非线性关系。在电场作用下新畴成核长，畴壁移动，导致极化转向，在电场很弱时，极化线性地依赖于电场见图(12.2-1) ,此时可逆的畴壁移动成为不可逆的，极化随电场的增加比线性段快。当电场达到相应于B点值时，晶体成为单畴，极化趋于饱和。电场进一步增强时，由于感应极化的增加，总极化仍然有所增大(BC)段。如果趋于饱和后电场减小，极化将循 CBD段曲线减小，以致当电场达到零时，晶
仿生物矿化制备纳M材料研究进展 向涛，赵雷*，李远兵，雷中兴，李亚伟，梁永和 <武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地，武汉 430081） 摘要:仿生物矿化制备纳M材料是一种模仿生物体中矿化过程，使无机物在有机物调制下形成具有某一特定结构的新合成方法。由于通过这种方法制备的材料具有特殊的高级结构和组装方式，近年来受到化学、物理和生物以及材料等多学科的关注，具有广泛的应用前景。本文对仿生物矿化方法制备纳M材料作了较为全面的综述。 关键词: 生物矿化制备纳M材料 生物矿化是一种广泛而复杂的固液之间、有机物和无机物间的物理化学过程.，即以少量有机质为模板, 进行分子层面上的操作, 形成高度有序地无机材料。其过程大致可分为四个阶段: (1> 有机质的预组织。(2> 界面分子识别。 (3> 生长调制。 (4> 细胞加工[1,2]。 利用生物矿化的方法制备的材料称之为生物矿化材料，其具有特殊的高级结构和组装方式[3]。由于其有机基质的特殊结构，制备出的纳M材料不仅具有纳M材料本身的许多优异的性能，而且具有很多独特的近乎完美的性质:如极高的强度,非常好的断裂韧性、减震性能、表面光洁度以及光、电、磁、热、声、催化活性等特殊功能[4,5]。为此，仿生物矿化法成为材料学研究的热点之一，特别是利用此方法制备具有特定结构的纳M材料。 本文从不同的有机基质的角度，通过分析不同有机基质的调控作用，对仿生物矿化方法制备具有纳M结构的材料进行了较全面的综述，并展望了该研究方向的发展趋势。 1以天然的生物大分子为有机基质制备纳M结构材料 生物体所具有的从分子级别上进行有序可控化学反应的能力主要体现在它们新陈代谢过程中生物大分子的合成与分解。核酸、蛋白质、多糖等生物大分子具有令人难以置信的复杂序列与高级结构，生物矿化过程是体现了高度智能化的过程。以生物大分子为模板制备纳M材料可以精确地控制生成粒子的结 *作者简介：向涛(1982- >，男，硕士生联系人：赵雷
附件2 河南大学文件 校发〔2010〕79号 河南大学 关于印发《河南大学硕士专业学位研究生指导 教师条例》的通知 全校各单位： 《河南大学硕士专业学位研究生指导教师条例》已经学校研究通过，现予印发，请认真贯彻执行。 二〇一〇年四月八日
河南大学硕士专业学位研究生 指导教师条例 第一条为了加强我校硕士专业学位研究生指导教师队伍建设，保证和提高硕士专业学位研究生的培养质量，做好硕士专业学位研究生培养工作，根据国务院学位委员会有关硕士专业学位研究生教育相关文件，结合硕士专业学位研究生教育的特殊性和我校实际，制定本条例。 第二条硕士专业学位研究生指导教师是一种工作岗位。硕士专业学位研究生教育实行“双导师”制。每名在籍硕士专业学位研究生必须接受两名硕士专业学位研究生指导教师的指导。其中一名为我校在岗导师（以下简称“学业导师”），负责专业理论教学与研究等；另一名为具有相关专业实践经验的社会兼职导师（以下简称“职业导师”），负责职业设计、技能培训和专业调查研究、论文指导等。 第三条硕士专业学位研究生指导教师应具备的基本条件： 1.拥护党的基本路线，热爱硕士专业学位研究生教育事业，熟悉国家有关硕士专业学位研究生教育的政策，具有高尚的思想品质、职业道德和严谨的治学态度，教书育人，为人师表，身体健康。 2.明确硕士专业学位研究生培养工作的指导思想和原则，熟悉硕士专业学位研究生教育的性质和培养目标，能较好地履行指
导教师的职责。 3.学业导师应具有副教授（或相当）以上专业技术职称，一般应具有硕士以上学位，教学经验丰富，有一定的实践经验；职业导师应具有相关行业领域丰富的从业经验，具有高级专业技术（或相当）职务或行业执业资格的教研人员、技术人员或管理人员，并有较充足的时间。 4.有坚实的专业基础理论知识，对相关职业领域有一定的研究成果或实践成果，具有运用专业基础理论知识解决行业实践中实际问题的能力；至少能承担一门硕士专业学位研究生学位课程；能指导硕士专业学位研究生进行实践训练和撰写学位论文。 5.有较强的研究能力、创新能力，业绩突出。 第四条硕士专业学位研究生指导教师职责： 1.把好入学质量关。在确定研究生复试和初录名单时，不仅要在业务上严格审查，还要注意择优录取思想政治表现和道德品质好的考生。 2.教书育人，对研究生培养质量全面负责。关心研究生德、智、体全面发展，引导研究生坚持正确的政治方向，教育研究生树立正确的人生观、世界观与道德观，明确学习目的，端正学习态度，培养遵纪守法、科学严谨、敢于创新的良好学风。 3.教育研究生树立良好的学术道德和职业道德。指导教师应当在思想情操、治学态度、团结合作等方面为研究生做出表率。 4.根据硕士专业培养方案和因材施教、理论联系实际的原则，
高分子膜的发展应用 【摘要】：薄膜材料的发展以及应用，薄膜材料的分类，如金刚石薄膜、铁电薄膜、氮化碳薄膜、半导体薄膜复合材料、超晶格薄膜材料、多层薄膜材料等。各类薄膜在生产与生活中的运用以及展望。 【关键词】：薄膜；金刚石；铁电；氮化碳；半导体；超晶格 1 膜材料的发展 在科学发展日新月异的今天，大量具有各种不同功能的薄膜得到了广泛的应用，薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位。 自然届中大地、海洋与大气之间存在表面，一切有形的实体都为表面所包裹，这是宏观表面。生物体还存在许多肉眼看不见的微观表面，如细胞膜和生物膜。生物体生命现象的重要过程就是在这些表面上进行的。细胞膜是由两层两亲分子--脂双层膜构成，它好似栅栏，将一些分子拦在细胞内，小分子如氧气、二氧化碳等，可以毫不费力从膜中穿过。膜脂双层分子层中间还夹杂着蛋白质，有的像船，可以载分子，有的像泵，可以把分子泵到膜外。细胞膜具有选择性，不同的离子须走不同的通道才行，比如有K＋通道、Cl－通道等等。细胞膜的这些结构和功能带来了生命，带来了神奇。 2 膜材料的分类 近年来,随着成膜技术的飞速发展,各种材料的薄膜化已经成为一种普遍趋势。薄膜材料种类繁多,应用广泛,目前常用的有：超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、绝缘薄膜、钝化与保护薄膜、压电薄膜、铁电薄膜、光电薄膜、磁电薄膜、磁光薄膜等。目前很受人们注目的主要有一下几种薄膜。2.1金刚石薄膜 金刚石薄膜的禁带宽，电阻率和热导率大，载流子迁移率高，介电常数小，击穿电压高，是一种性能优异的电子薄膜功能材料，应用前景十分广阔[2]。 近年来,随着科技的发展,人们发展了多种金刚石薄膜的制备方法,比如离子束沉积法、磁控溅射法、热致化学气相沉积法、等离子化学气相沉积法等.成功获得了生长速度快、具有较高质量的膜,从而使金刚石膜具备了商业应用的可能。金刚石薄膜属于立方晶系,面心立方晶胞,每个晶胞含有8个C原子,每个C原子采取sp3杂化与周围4个C原子形成共价键,牢固的共价键和空间网状结构是金刚石硬度很高的原因.金刚石薄膜有很多优异的性质：硬度高、耐磨性好、摩擦系数效、化学稳定性高、热导率高、热膨胀系数小,是优良的绝缘体。 利用它的高导热率,可将它直接积在硅材料上成为既散热又绝缘的薄层,是高频微波器件、超大规模集成电路最理想的散热材料。利用它的电阻率大,可以制
铁电薄膜铁电性能的表征 摘要:本文简述铁电体的特性及其原因，并在不同电压测量了铁电体的电滞回线，并比较了不同电压下各重要参数的变化规律，最后对实验的结果进行了讨论与分析。 关键词: 电畴,电滞回线,极化,趋势线 引言 铁电体是这样一类晶体:在一定温度范围内存在自发极化,自发极化具有两个或多个可能的取向,其取向可能随电场而转向.铁电体并不含“铁”,只是它与铁磁体具有磁滞回线相类似，具有电滞回线，因而称为铁电体。在某一温度以上，它为顺电相，无铁电性，其介电常数服从居里-外斯（Curit-Weiss）定律。铁电相与顺电相之间的转变通常称为铁电相变，该温度称为居里温度或居里点Tc。铁电体即使在没有外界电场作用下，内部也会出现极化，这种极化称为自发极化。自发极化的出现是与这一类材料的晶体结构有关的。 晶体的对称性可以划分为32种点群。在无中心对称的21种晶体类型种除432点群外其余20种都有压电效应，而这20种压电晶体中又有10种具热释电现象。热释电晶体是具有自发极化的晶体，但因表面电荷的抵偿作用，其极化电矩不能显示出来，只有当温度改变，电矩（即极化强度）发生变化，才能显示固有的极化，这可以通过测量一闭合回路中流动的电荷来观测。热释电就是指改变温度才能显示电极化的现象，铁电体又是热释电晶体中的一小类，其特点就是自发极化强度可因电场作用而反向，因而极化强度和电场E 之间形成电滞回线是铁电体的一个主要特性。 自发极化可用矢量来描述，自发极化出现在晶体中造成一个特殊的方向。晶体红，每个晶胞中原子的构型使正负电荷重心沿这个特殊方向发生位移，使电荷正负中心不重合，形成电偶极矩。整个晶体在该方向上呈现极性，一端为正，一端为负。在其正负端分别有一层正和负的束缚电荷。束缚电荷产生的电场在晶体内部与极化反向（称为退极化场），使静电能升高，在受机械约束时，伴随着自发极化的应变还将使应变能增加，所以均匀极化的状态是不稳定的，晶体将分成若干小区域，每个小区域称为电畴或畴，畴的间界叫畴壁。畴的出现使晶体的静电能和应变能降低，但畴壁的存在引入了畴壁能。总自由能取极小值的条件决定了电畴的稳定性。 一、实验目的： 1、了解铁电参数测试仪的工作原理和使用方法 2、了解什么是铁电体，什么是电滞回线及其测量原理和方法。 3、了解非挥发铁电随机读取存储器的工作原理及性能表征。 二、实验原理： 1、铁电体的特点 （1）电滞回线 铁电体的极化随外电场的变化而变化，但电场较强时，极化与电场之间呈非线性 关系。在电场作用下新畴成核长，畴壁移动，导致极化转向，在电场很弱时，极化线性地依赖于电场见图1 ,此时可逆的畴壁移动成为不可逆的，极化随电场的增加比线性段快。当电场达到相应于B点值时，晶体成为单畴，极化趋于饱和。电场进一步增强时，由于感应极化
纳米材料的抗菌性能的研究进展 某某 （学校，系部，地方邮编） 摘要：近些年，随着科技的飞速发展，纳米材料受到了越来越多的关注，也有越来越多的人开始开发以及使用纳米材料。由于纳米抗菌材料的安全、高效、广谱等优点将成为纳米科技和生物工程发展的主要方向。纳米抗菌产品不断进入人们的日常生活，为人们的健康带来了很大的好处。纳米抗菌产品正在蓬勃发展，朝着实用化、多样化方向发展。文章以纳米抗菌材料为目标，研究其抗菌性能及制备方法。 关键词：纳米材料抗菌性能制备方法 Antibiotic property of Nano-materials CHEN Qiu-yue (Changzhou Institute of Engineering Technology, chemical engineering, Changzhou, 213100) Abstract: These years，with the rapid development of nanotechnology，nanoscale materials catch more and more attention，more and more people begin to develop and use nanoscale materials。As a result of nano antibacterial material safety, efficient, broad-spectrum and nanotechnology and biotechnology will become the main direction of development. Nano antibacterial products continue to enter the daily life of people, for the people's health has brought great benefits. Nano antibacterial products is booming, towards the practical, the direction of diversification. The nano antibacterial materials as the goal, to study its antibacterial properties and preparation method thereof. Key words: nanoscale materials，antibacterial properties，preparation method 1前言 纳米材料因其颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点而具有独特性质及新的规律，如量子尺寸、表面效应和局域场效应、祸合效应等特性使其成为许多研究领域的研究热点[1]。纳米抗菌材料作为一种新型的抗菌剂，其抗菌的广谱性和高效性等优点被越来越多的认识，市场上已经出现抗菌陶瓷、抗菌涂料及抗菌织物等纳米抗菌产品[2]。 随着人们对纳米技术的深入研究，逐步发现纳米无机材料具有超强的抗菌防臭能力，而且对人体无伤害。与普通抗菌材料相比，纳米抗菌材料具有耐老化、耐高温、不易分解、安全卫生、高效等优点，己成为目前抗菌技术中重要的组成部分。 目前使用的纳米抗菌材料主要有两大类:第一类是含重金属的纳米材料，如Ag、Cu等，能对细菌中的酶发生非竞争性的抑制作用，破坏细菌的正常代谢活动，导致细菌死亡;第二
河南大学导师介绍 孙九林院士，男，1937年8月出生于上海市，原籍江苏盐城县人。1964年毕业于西安交通大学，获学士学位。曾任中国科学院自然资源综合考察委员会副主任、研究员、博士生导师。现为河南大学环境与规划学院名誉院长、教授、博士生导师，中国科学院地理科学与资源研究所创新基地研究员，中国工程院院士，著名农业与资源环境信息工程专家。兼任世界数据中心中国可再生资源与环境学科中心主任，国际科联世界数据中心执行委员会委员，中国自然资源学会常务理事、资源信息委员会副主任，中科院科学数据库及信息系统专家委员会副主任，中国地理信息系统协会理事，资源科学杂志编委等职。 主要研究方向：地球信息科学，地理信息系统、遥感、全球定位系统应用，虚拟地理环境，信息化农业。 孙九林先生在20世纪80年代曾担任河南大学环境与规划学院（原地理系）兼职教授，为学校培养了多位中青年学者。他主要从事地球信息科学与农业信息工程研究，是农业与资源环境信息工程学术带头人之一，国家级有突出贡献专家，主持完成多项国家级攻关项目并解决一系列关键技术，在取得的15项重大成果中，有11项获省部级以上奖励，其中4项国家科技进步二等奖。80年代首次提出我国资源信息管理体系和分类编码、区域开发模型体系、统计型空间信息系统模式等，为信息科学在资源环境中的应用做出了开拓性贡献；90年代建成国内第一个多品种大面积遥感估产实用系统、主持完成面向应用的中国农业资源信息系统和青藏高原科学数据库，提出了资源环境虚拟科研环境的初步框架等，把信息科学技术在农业与资源环境中的应用推向了一个新阶段。 他出版专著11部，论文80余篇。代表性论著有：《信息化农业总论》，中国科学技术出版社，2001；《中国农作物遥感动态监测与估产》系列专著（5部），中国科学技术出版社，1996；《国土资源信息分类体系与评价指标》，1992，中国科学技术出版社；《中国亚热带东部地区能源研究》，科学出版社，1990年；《区域资源开发模型系统》，1992，中国科学技术出版社；《黄土高原综合开发治理模型研究》，科学出版社，1990；《中国21世纪可持续发展道路》，经济出版社，1999；Dynamic Monitoring & Yield Estimation of Crops by Mainly Using the Remote Sensing Technique in China，Photogrammetric Engineering & RS, May 2000；资源信息科学虚拟创新环境的探讨，资源科学，1999，21（6）；广泛开发资源信息科学研究与应用，自然资源学报，2000（1）；建立我国主要农作物卫星遥感估产运行系统的主要技术环节及解决途径，自然资源学报，1997（4）；农业信息工程的理论、方法和应用，中国工程科学，2000（3）等。 李小建教授现在学术兼职包括：中国地理学会经济地理专业委员会副主任；中国地理学会主办《经济地理》副主编，中国科学院地理研究所主办《地理科学进展》副主编，《地理学报》、Chinese Geographical Science、《人文地理》等4家核期刊编委；中国区域科学协会常务理事；中国区域经济学会理事；中国
我的课题是做铁电材料，相关的电分析化学知识不太多，但是我们要用到铁电仪对材料的铁电性质做一个表征，也不知道算不算电分析的范畴，节选一些内容向田丹碧老师做一下汇报------写在前面的话 铁电体是这样一类晶体:在一定温度范围内存在自发极化,自发极化具有两个或多个可能的取向,其取向可能随电场而转向.铁电体并不含“铁”,只是它与铁磁体具有磁滞回线相类似，具有电滞回线，因而称为铁电体。在某一温度以上，它为顺电相，无铁电性，其介电常数服从居里-外斯（Curit-Weiss）定律。铁电相与顺电相之间的转变通常称为铁电相变，该温度称为居里温度或居里点Tc。铁电体即使在没有外界电场作用下，内部也会出现极化，这种极化称为自发极化。自发极化的出现是与这一类材料的晶体结构有关的。 晶体的对称性可以划分为32种点群。在无中心对称的21种晶体类型种除432点群外其余20种都有压电效应，而这20种压电晶体中又有10种具热释电现象。热释电晶体是具有自发极化的晶体，但因表面电荷的抵偿作用，其极化电矩不能显示出来，只有当温度改变，电矩（即极化强度）发生变化，才能显示固有的极化，这可以通过测量一闭合回路中流动的电荷来观测。热释电就是指改变温度才能显示电极化的现象，铁电体又是热释电晶体中的一小类，其特点就是自发极化强度可因电场作用而反向，因而极化强度和电场E 之间形成电滞回线是铁电体的一个主要特性。 自发极化可用矢量来描述，自发极化出现在晶体中造成一个特殊的方向。晶体红，每个晶胞中原子的构型使正负电荷重心沿这个特殊方向发生位移，使电荷正负中心不重合，形成电偶极矩。整个晶体在该方向上呈现极性，一端为正，一端为负。在其正负端分别有一层正和负的束缚电荷。束缚电荷产生的电场在晶体内部与极化反向（称为退极化场），使静电能升高，在受机械约束时，伴随着自发极化的应变还将使应变能增加，所以均匀极化的状态是不稳定的，晶体将分成若干小区域，每个小区域称为电畴或畴，畴的间界叫畴壁。畴的出现使晶体的静电能和应变能降低，但畴壁的存在引入了畴壁能。总自由能取极小值的条件决定了电畴的稳定性。 实验原理及其实验仪器 1、铁电体的特点 （1）电滞回线 铁电体的极化随外电场的变化而变化，但电场较强时，极化与电场之间呈非线性 关系。在电场作用下新畴成核长，畴壁移动，导致极化转向，在电场很弱时，极化线性地依赖于电场见图(12.2-1) ,此时可逆的畴壁移动成为不可逆的，极化随电场的 增加比线性段快。当电场达到相应于B点值时，晶体成为单畴，极化趋于饱和。电场进一步增强时，由于感应极化的增加，总极化仍然有所增大(BC)段。如果趋于饱和后电场减小，极化将循 CBD段曲线减小，以致当电场达到零时，晶体仍保留在宏观极化状态，线段OD表示的极化称为剩余极化Pr。将线段CB外推到与极化轴相交于E，则线段OE 为饱和自发极化Ps。如果电场反向，极化将随之降低并改变方向，直到电场等于某一值时，极化又将趋于饱和。这一过程如曲线DFG所示，OF所代表的电场是使极化等于零的电场，称为矫顽场 Ec。电场在正负饱和度之间循环一周时，极化与电场的关系如曲线CBDFGHC所示此曲线称为电滞回线。
河南大学教师副高级 专业技术职务任职资格申报、评审条件（试行） 三、副教授任职资格评审条件 （一）专业理论知识和工作经历、能力，符合下列要求： 1、具有系统、扎实的理论基础和专业知识、技能，在丰富的学术实践基础上形成了较稳定的研究方向。能及时把握本学科领域前沿发展动态，对教学规律和教学方法有较深入的研究，具有较强的教育教学和科学研究能力。 2、系统担任一门公共课、基础课或两门以上专业课程的讲授工作，每学年至少讲授一门课程，完成学校规定的教学工作任务。 3、组织课堂讨论、指导实习实训、社会调查及指导毕业论文、毕业设计等各个教学环节的工作。遵循教学规律，能根据教学大纲的要求积极改革教学方法，不断更新教学内容，教学效果优秀。 4、积极开展本学科教育教学改革和教学法研究，教学改革成绩显著。根据工作需要协助指导青年教师、进修教师或研究生，成绩突出。 （二）工作业绩 1、教学。专业课教师年均教学工作量180学时以上；公共课、基础课教师年均教学工作量200学时以上；兼职教学的管理人员按专职教师年均教学工作量的1/2计算。同时，具备下列条件之一：
（1）获学校年度教学质量考评优秀1次以上，或年度考核优秀1次以上。 （2）在教育、教学技能竞赛或教育征文、课件大赛、信息技术教育等教学类评奖活动中，获得省辖市、厅级以上奖励。 （3）获得省辖市、厅级以上优秀教师、优秀教育工作者等荣誉称号。 （4）指导本科生或研究生参加省级以上学科、科技创新或建模大赛获三等以上奖励。 2、论文、著作。具备下列条件之一： （1）期刊论文被SCI、EI或SSCI、A＆HCI、CSSCI收录，或被《新华文摘》、《高等学校文科学术文摘》、《中国社会科学文摘》全文收录3篇以上；其中CSSCI收录论文中至少含B级以上论文1篇。 （2）专业课教师在正规学术刊物上发表本专业学术论文6篇（限1篇教育、教学研究论文）以上，其中至少4篇发表在国内核心学术期刊上，其余须发表在SCD收录刊物上。 公共课、基础课教师在正规学术刊物上发表本专业学术论文5篇（限1篇教育、教学研究论文）以上，其中至少3篇发表在国内核心学术期刊上，其余须发表在SCD收录刊物上。 （3）正式出版本专业学术著作（本人撰写5万字以上/部）或译著（本人翻译10万字以上/部），或参编省级以上统编、规划教材（本人撰写5万字以上/部）；同时，专业课教师在正规学术刊物上发表本专业学术论文5篇（限1篇
第３７卷第５期２０１８年１０月 电一子一显一微一学一报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙＳｏｃｉｅｔｙ Ｖｏｌ ３７，Ｎｏ ５２０１８?１０ 文章编号：１０００?６２８１（２０１８）０５?０４６８?０６一一 铁电薄膜中１８０?荷电畴壁的亚埃尺度结构特性 邹敏杰１，２，唐云龙１，冯燕朋１，３，朱银莲１，马秀良１? （１．中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室，辽宁沈阳１１００１６；２．中国科学技术大学，安徽合肥２３００２６；３．中国科学院大学，北京１０００４９） 摘一要一一本文利用透射电子显微术研究了铁电ＰｂＴｉＯ３薄膜中形成的锯齿状头对头１８０?荷电畴壁三衬度分析表明薄膜中存在高密度的１８０?畴三像差校正电镜研究发现１８０?畴壁处晶格转角呈现顺时针和逆时针交替排布，其极化呈头对头分布，且在１８０?畴壁处面外晶格受到压缩而面内晶格参数保持不变，进而导致了畴壁处四方度的减小，认为这种畴壁的形成是由表面或界面电荷分布不均匀导致反向ｃ畴在该处形核长大造成三关键词一一铁电薄膜；１８０?畴；像差校正电子显微学；ＰｂＴｉＯ３ 中图分类号：ＴＢ３８３；Ｏ７６；ＴＧ１１５ ２１＋５ ３一一文献标识码：Ａ一一ｄｏｉ：１０ ３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００?６２８１ ２０１８ ０５ ０１１ 收稿日期：２０１８－０６－１３；修订日期：２０１８－０７－０１ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｎｏｓ．５１６７１１９４，５１５７１１９７，５１５０１１９４）． 作者简介：邹敏杰（１９９１－），男（汉族），安徽合肥人，在读研究生．Ｅ?ｍａｉｌ：ｍｊｚｏｕ１４ｓ＠ｉｍｒ．ａｃ．ｃｎ?通讯作者：马秀良（１９６４－），男（满族），辽宁丹东人，研究员．Ｅ?ｍａｉｌ：ｘｌｍａ＠ｉｍｒ．ａｃ．ｃｎ 一一铁电薄膜材料由于其在室温下存在自发铁电极化，并可实现与外加电场二磁场和应力场之间的相互耦合［１－２］，以及理论预测中的全闭合畴二涡旋畴在铁电薄膜中相继被发现［３－５］，使其在下一代高密 度非易失性存储器二制动器以及超薄铁电电容器具有巨大的应用前景三铁电薄膜中的畴二畴壁二界面结构及薄膜中的缺陷结构对铁电薄膜的性能有着巨大的影响［６－８］，因此对铁电薄膜中畴二畴壁以及界面的研究尤其是原子尺度的结构特性研究对该类材料的研发设计具有重要的指导意义三 ＰｂＴｉＯ３（ＰＴＯ）作为一种典型的四方铁电体，其室温下的铁电极化沿着ｃ轴方向，基于ｃ轴在薄膜内部的分布，可将薄膜中的畴分为ａ１二ａ２和ｃ畴［９］；根据畴壁两侧铁电极化方向之间的夹角，可将ＰＴＯ 中的畴分为９０?和１８０?畴三这两种畴的形成与衬底施加的应变密切相关，一般认为在无应变或较小应变条件下，薄膜中会形成１８０?畴，随着失配应变的增加，会形成９０?ａ／ｃ畴或ａ１／ａ２畴［９－１１］三其中对于９０?畴，由于铁电极化和应变场的强烈耦合作用，导致其在外电场作用下难于翻转，而对于１８０?畴，一般认为其具有相同的应变状态而在电场下易于翻转［１２］三进一步的研究表明，１８０?畴的形核和长大与四方ＰｂＺｒ０ ２Ｔｉ０ ８Ｏ３薄膜在外电场作用下的翻转 行为密切相关［１３］，因此研究１８０?畴的结构特征及其形成长大机制有助于进一步理解铁电薄膜的翻转 行为三早期Ｘ射线研究表明ＰＴＯ薄膜在降温过程中会形成周期性条状分布的１８０?畴，其周期随着薄膜厚度的减小而降低以屏蔽去极化场［１４］三后续相继有人分别利用普通透射电子显微镜（ＴＥＭ）衍衬分析［１５］和像差校正透射电子显微镜［１６］分析了这种条状分布的１８０?畴三在四方铁电体薄膜中，除了会形成这种条状分布的１８０?畴，贾等报道了在ＳｒＴｉＯ３（ＳＴＯ）夹持的ＰｂＺｒ０ ２Ｔｉ０ ８Ｏ３薄膜中形成了 横向 二 纵向 以及 混合排布 的１８０?畴，并利用负球差技术详细解析了这种畴壁结构特征［１７］三 基于以上工作，本文选用对ＰＴＯ几乎无应变的 ＳＴＯ衬底以避免９０?畴的产生，设计生长了单层厚度为１００ｎｍ的ＰＴＯ薄膜，利用普通ＴＥＭ衍衬分析和像差校正透射电子显微镜来研究薄膜中１８０?畴结构三 １一实验方法 实验上利用脉冲激光沉积技术在（１００）取向的 单晶ＳｒＴｉＯ３（ＳＴＯ）衬底上外延生长厚度为１００ｎｍ的ＰＴＯ薄膜三所使用的ＰＴＯ靶材是Ｐｂ过量３％ ｍｏｌ的多晶烧结陶瓷靶三薄膜生长参数为：沉积温度７００?，氧压１０Ｐａ，激光能量３７０ｍＪ，激光频率为 ４Ｈｚ三薄膜生长完毕退火条件为：先在７００?氧压为２６ ６ｋＰａ下保温５ｍｉｎ，后以５?／ｍｉｎ降温至２００?后自然冷却至室温三