電學(xué)邊界對納米PbTiO3點疇結(jié)構(gòu)和熱電效應(yīng)的影響.pdf

1、本文在基于金茲堡—朗道—德文希爾唯象理論的相場法理論下，應(yīng)用有限差分方法及四階龍格—庫塔法數(shù)值求解，研究不同電學(xué)邊界條件對鐵電納米點疇結(jié)構(gòu)演化和熱電溫度效應(yīng)的影響。本文所用的中間電學(xué)邊界條件，可以用來表示表面電極與納米點之間的黏合情況及電極對表面電荷的補償情況，進(jìn)而說明退極化電場和退極化電能對系統(tǒng)自由能的影響，不同以往的對退極化能進(jìn)行權(quán)重處理，具有實際的物理意義。
　　當(dāng)電學(xué)參數(shù)λ0為0時，中間電學(xué)邊界可以退化為開路電學(xué)邊界條件;

2、當(dāng)λ0趨向無窮大時，對應(yīng)于短路電學(xué)邊界條件，即表面電荷可充分補償。λ0的值越大，表明表面電荷部分補償?shù)某潭仍酱?，退極化電場能減小得越多。數(shù)值計算納米PbTiO3(PTO)點結(jié)果表明，在中間電學(xué)邊界條件下，極化強度的環(huán)形矩G隨著參數(shù)值λ0的增大而減少。室溫時，當(dāng)參數(shù)λ0為0時，PTO的疇結(jié)構(gòu)為漩渦疇結(jié)構(gòu)，并在λ0為0.25的時候存在一個拐點，此時的環(huán)形矩G突然降低到0，意味著極化強度的漩渦程度大幅度降低，由渦旋疇結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱萎牻Y(jié)構(gòu)。當(dāng)外加

3、正弦環(huán)形電場，環(huán)形矩回線具有類似于電滯回線的變化規(guī)律。而環(huán)形矩回線隨參數(shù)λ0的增大而收縮，在參數(shù)為0.3時候，納米點從單疇開始演化，隨后微小漩渦出現(xiàn)在表面，隨著電場的增大，促使漩渦長大并往中心移動，最終形成了穩(wěn)定的漩渦疇結(jié)構(gòu)。
　　本文進(jìn)一步研究了中間電學(xué)邊界條件對熱電效應(yīng)的影響。當(dāng)參數(shù)小于0.25時候，鐵電相變誘導(dǎo)出現(xiàn)了正的絕熱溫度變化量，結(jié)果與大多數(shù)研究相符。當(dāng)參數(shù)越過0.25，疇結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和鐵電相變共同作用引起了負(fù)正絕熱溫度變