通过界面PbTiO?缓冲层改善脉冲激光沉积BiFeO?-PbTiO?铁电薄膜在形变相边界附近的铁电响应

摘要： (1?x)BiFeO3?xPbTiO3（BF?xPT）是一种在块体形态下接近形变相边界（MPB）（x=0.30）处具有大极化的有趣传感与驱动材料。然而脉冲激光沉积（PLD）制备的（BF?xPT）薄膜通常存在高电漏现象，因此饱和铁电滞回线仅在零下温度获得。本文报道通过采用PbTiO3（PT）薄缓冲层，在接近MPB成分的PLD多晶BF?xPT薄膜中实现了室温高饱和铁电滞回线及大极化值。这些薄膜具有优异结晶度的钙钛矿结构：当x=0.20?0.25时呈现单斜相（Cm，MA型），x=0.30?0.35时则为单斜相与四方相（P4mm）混合相。其中x=0.25组分的单斜相薄膜展现出极大室温铁电极化（2Pr>80μC/cm2），可能是近MPB成分PLD沉积BF?xPT薄膜中最高的室温极化值及优异压电性能。此外，通过室温拉曼光谱研究铁电性与PT含量的演变关系，揭示了其与晶格动力学及Bi立体化学活性的关联。压电力畴分析表明薄膜铁电极化与电漏特性与样品中存在的畴类型（180°、109°、90°和71°畴，源于畴壁性质的差异）密切相关。