Studies on unltra-fast polarization switching in ferroelectric polymer thin films by means of time-resolved piezo-force-microscopy

时间分辨压力显微镜研究铁电聚合物薄膜超快偏振转换

• 批准号: 23550254
• 负责人: FURUKAWA Takeo
• 金额: $ 3.74万
• 依托单位: Kobayasi Institute of Physical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23550254/
• 关键词: 強誘電ポリマー; フッ化ビニリデン; 高分子薄膜; 強誘電分極反転; 超高速スイッチング; 超高電場; 圧電応力顕微法; 核生成成長; 分極反転; スイッチング; 圧電力顕微鏡; 分極ドメイン

Measurements of ultrafast polarization switching and time-resolved piezo-force microscopy (TR-PFM) were conducted for thin films of vinylidene fluoride-based ferroelectric polymers. We found that the switching time follows an exponential law below 300MV/m and is transferred to a power low at higher fields. It becomes as fast as 1 ns at 800MV/m. This switching time is its practically limited value due to electrical breakdown and thermal diffusion time. TR-PFM allowed for direct observation of hypothetical nucleation-growth processes taking place in crystalline grains comprising ferroelectric polymer thin films. The nucleation probability and growth velocity were separately determined and their values were shown to be consistent with observed ferroelectric switching time.

对偏氟乙烯基铁电聚合物薄膜进行了超快极化开关和时间分辨压电力显微镜（TR-PFM）测量。我们发现开关时间在300 MV/m以下遵循指数规律，并且在更高的电场下转移到低的幂次。在800 MV/m时，最快可达1 ns。由于电击穿和热扩散时间，该开关时间是其实际极限值。TR-PFM允许直接观察在包含铁电聚合物薄膜的晶粒中发生的假设成核-生长过程。的成核概率和生长速度分别测定，其值被证明是一致的，所观察到的铁电开关时间。

项目成果

融解状態を経て形成されたVDF/TeFE共重合体薄膜における強誘電特性・微構造の結晶化条件依存性

熔融态形成的 VDF/TeFE 共聚物薄膜的铁电性能和微观结构对结晶条件的依赖性

• 作者: T. Saito;K. Ozaki;K. Fukui;H. Iwai;K. Yamamoto;H. Miyake and K. Hiramatsu;中川佑太，石井 肇，中嶋宇史，古川猛夫，岡村総一郎
• 通讯作者: 中川佑太，石井 肇，中嶋宇史，古川猛夫，岡村総一郎

Polarization Switching Dynamics of Vinylidene Fluoride/Trifluoroethylene Copolymer

偏二氟乙烯/三氟乙烯共聚物的偏振转换动力学

• DOI: 10.7567/jjap.52.041603
• 发表时间: 2013
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys.
• 作者: Hajime Ishii;Takashi Nakajima;Takeo Furukawa;Soichiro Okamura
• 通讯作者: Soichiro Okamura

VDF/TrFE共重合体薄膜の超高電場下における分極反転機構

超高电场下VDF/TrFE共聚物薄膜的极化反转机制

• 作者: 楢田 洋祐;小幡 慶太郎,金 善南,桑原 穣,緒方 智成,栗原 清二;藤田有紀,木瀬直樹,櫻井敏彦;石井 肇，中嶋宇史，古川猛夫，岡村総一郎
• 通讯作者: 石井 肇，中嶋宇史，古川猛夫，岡村総一郎

溶融状態から形成されたVDF/TeFE共重合体薄膜の微構造と強誘電特性

熔融态VDF/TeFE共聚物薄膜的微观结构和铁电性能

• 发表时间: 2014
• 作者: 中川佑太;橋爪洋一郎;中嶋宇史;古川猛夫;岡村総一郎
• 通讯作者: 岡村総一郎

フッ化ビニリデン系高分子強誘電体薄膜の高速分極反転特性

偏二氟乙烯聚合物铁电薄膜的快速极化反转特性

• 发表时间: 2012
• 作者: 石井 肇，中嶋 宇史;高橋 芳行;古川 猛夫;岡村総一郎
• 通讯作者: 岡村総一郎