原位熱電樣品桿2023年用戶科研成果精選

原位熱電樣品桿對樣品溫度和電壓都有很好地控制能力，可在 900℃ 環(huán)境下實現高于 300 kV/cm 的電場環(huán)境設置。本期我們分享北京理工大學科研團隊使用在透射電鏡中對樣品區(qū)施加電場，從而在原子尺度下進行了哪些研究。

作者：北京理工大學 黃厚兵等

題目：In Situ Observation of Domain Wall Lateral Creeping in a Ferroelectric Capacitor.

期刊：Advanced Functional Materials: 2304606.

摘要：作為下一代非易失性存儲器件的新星，鐵電氧化物薄膜在功能應用中表現出許多新現象，這使得理解極化轉換和疇演化行為變得至關重要。然而，以高空間分辨率跟蹤鐵電氧化物薄膜中的疇壁運動仍然具有挑戰(zhàn)性。該團隊提出了一種用于直接原子尺度觀察疇成核和橫向運動的原位加偏壓方法。通過精確控制電場，借助原子分辨率 STEM 可觀察到，疇壁的橫向平移速度可以減小到小于 2.2?s?1。對電容器結構PbZr0.1Ti0.9O3/La0.7Sr0.3MnO3 異質結的原位觀察證明了臨界電場下疇壁的蠕變行為，并揭示了蠕變疇壁的原子結構。此外，亞穩(wěn)態(tài)疇壁的演化形成了細長形態(tài)，其中包含很大比例的帶電部分。相場模擬揭示了梯度、彈性和靜電能之間的競爭，這些競爭決定了這種疇壁蠕變和形態(tài)變化。這項工作為全面了解疇壁物理和實際器件中疇壁特性的潛在調制鋪平了道路。

所使用的系統(tǒng)- Lightning 原位熱電樣品桿：使用 Lightning 原位熱電樣品桿，研究團隊可以在透射電鏡中對樣品區(qū)施加電場，從而在原子尺度下直接觀察疇壁成核及橫向運動。