Phase transitions in BiFeO3 nanoislands with enhanced electromechanical response
Phase transitions in BiFeO3 nanoislands with enhanced electromechanical response
复制标题
BiFeO3 纳米岛中的相变具有增强的机电响应
DOI：
10.1016/j.ceramint.2018.08.265
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发表时间：
2018-12
影响因子：
5.2
通讯作者：
Liu Jun Ming
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sun Fei;Tian Guo;Chen Chao;Deng Xiong;Li Peilian;Chen Zoufei;Yang Wenda;Gao Xingsen;Fan Zhen;Qin Minghui;Zeng Min;Lu Xubing;Zhou Guofu;Chen Deyang;Liu Jun Ming
我们提出了一种新的方法来驱动相变通过蚀刻应变BiFeO3薄膜的纳米岛。原子力显微镜（AFM）测量结果表明，当BiFeO3薄膜的基体为类四边形（T）时，随着刻蚀成纳米岛，类菱面体（R）相的数量增加，当尺寸从1 μm减小到200 nm时，类菱面体（R）相的比例增大，表明部分释放衬底夹持导致了T到R的相变.利用压电响应力显微镜（PFM），它表明，菱形（R）到四方形（T）的相变可以在直流电场下在BFO纳米岛可逆地实现。在BFO纳米岛中也观察到了大的机电响应。该方法可以推广到其他应变氧化膜，并为开发高性能机电无铅材料提供指导。
We propose a novel method to drive phase transitions by etching strained BiFeO3thin films to nanoislands. Atomic force microscopy (AFM) measurements reveal that the amount of rhombohedral-like (R) phase increases as the BiFeO3thin films with tetragonal-like (T) matrix are etched to nanoislands and larger fraction of R phase can be obtained with the size reduction from 1 μm to 200 nm, indicating the T to R phase transitions induced by partial release of substrate clamping. Using piezoresponse force microscopy (PFM), it is demonstrated that rhombohedral-like (R) to tetragonal-like (T) phase transitions can be reversibly achieved under DC electric field in BFO nanoislands. Large electromechanical response has been observed in BFO nanoislands as well. This approach can be extended to other strained oxide films and provide guidance for the development of high-performance electromechanical lead-free materials.
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