在负电容条件下通过现场传输电子显微镜直接观察铁电域切换动力学
Yiwei Wu1,2,3, Hui Yang1,2,3, Qian He1,2,3
1Guangdong Provincial Key Laboratory of Magnetoelectric Physics and Devices, School of Physics, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China.
ACS nano
|June 9, 2025
概括
铁电材料中的负电容 (NC) 是低功耗电子的关键. 这项研究揭示了域动态如何影响NC,显示了对更好的设备工程的异构结构的增强效应.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 铁电材料中的负电容 (NC) 提供了一条克服微电子设备功耗限制的途径.
- 由于NC效应的短暂性质,铁电领域动力学和NC之间的关系仍然不清楚.
研究的目的:
- 为了研究负电容效应所导致的铁电域动力学.
- 探索域切换机制对单层铁电和铁电/电解电异构结构中的NC的影响.
主要方法:
- 在现场传输电子显微镜 (TEM) 用于实时观察域进化.
- 脉冲测量以将电响应与域动态相关联.
主要成果:
- 单层铁电表现出三步切换,其中域核和增长主导NC.
- 铁电/电解电异构结构显示兰道切换,通过接口电荷和超快域动态增强.
- 来自偏振切换的电荷注入也会导致NC.
结论:
- 域动态,包括核化,生长和界面电荷效应,对于理解和设计负电容至关重要.
- 铁电/电解电异构结构通过受控域切换为增强的NC设备提供了一个有希望的平台.


