铁电畴壁的导电控制

研究人员在BFO纳米岛的自组装阵列中研究了可逆极化开关。电学和机电AFM的表征表明，该系统形成了稳定的受限、带电畴壁，其电导可变化1000倍。

带电域墙(DWs)铁电材料表示可使非易失性存储器具有超低功耗的受限传导通路。然而，实现偏振切换过程中DW位置和电导的必要控制仍然是未知的。

清华大学和其他中国大学的研究人员通过研究铋铁氧体(BiFeO)中的可控极化开关来探索这一课题_3.或者拍频振荡器)。样品包含自组装阵列的菱形扭曲(r相)BFO纳米岛嵌入在LaAlO上的四方扭曲(t相)BFO薄膜中_3.(老挝)。

AFM电流测量和当地的机电响应提供了关于电荷电导和极化行为的纳米级信息。他们表明，该系统在空间上限制了DWs在一个十字形图案与两个稳定的域配置。两种极化状态之间的可逆切换使DW电导改变了1000倍以上。

在高电导和低电导之间切换的演示超过100个周期，而测量电流是稳定的几个月。有了这种可重复性和稳定性，这些结果可能使新型铁电纳米器件的商业规模制造成为可能。

仪器使用

MFP-3D无穷与ORCA导电AFM选项

技术使用

在MFP-3D Infinity AFM上，使用ORCA探针支架和Pt/ ir涂层尖端作为上电极，在导电AFM (CAFM)模式下获取电流图像和电流-电压(I-V)曲线。如上图所示，ORCA模块实现了超过四个数量级(~1 pA到20 nA)的低噪声测量。Infinity还被用于测量压电响应力显微镜(PFM)模式下的局部机电行为。在不同的面内旋转角度下获取了面内相位和面外相位的PFM图像，对三维结构进行了详细的重建。这些实验说明了Infinity AFMs的通用性和高性能。

引用:马建军，马建军，张骞等，自组装拓扑约束铁电畴壁的可控导电读出。Nanotechnol Nat。13947(2018)。

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