材料物理性能分析.doc

硕士课程（论文类）试卷
2 0 16 /2 0 17 年第 1 学期
课程名称： 材料物理性能
课程代码：
论文题目： PbZrO3纳米线中模拟40,000次蒙特卡罗扫描。为了获得平衡相，使用模拟退火技术将所有纳米构造从1500K退火至5K。

我们首先考虑当自由电荷可以屏蔽高达92％极化表面电荷时状况，这对应于局部表面电荷赔偿现实状况。图1示出了对于具有不一样横向尺寸纳米线，极化室温对电场依赖性。通过施加垂直于纳米线轴（在我们状况下为[100]假立方体方向）电场获得P（E）环，其模拟用于测量纳米线中电和压电响应试验装置。。这种转变类似于
PbZrO3超薄膜中发现转变，并且可以通过近来提出表面效应来解释。表面消除了PbZrO3中相邻偶极子之间能量昂贵短程互相作用，从而稳定了FE相。众所周知，极性纳米构造中平衡相对表面电荷赔偿非常敏感。然而，赔偿电荷精确量仍然不也许通过试验测量或控制。实际上，常常是纳米构造平衡相性质，表明表面电荷赔偿与否有效。尤其是，具有垂直于纳米构造表面极化极性相一般与良好表面电荷赔偿有关联，而没有净极化模式一般归因于差表面电荷赔偿。另首先，由于外在自由载流子或分子吸取表面电荷赔偿也许从纳米线到纳米线或甚至在相似纳米线内变化。为了适应赔偿电荷量不确定性和变化，我们对与相对很好表面电荷赔偿有关80％至95％β范围进行模拟。然后，数据在β整个范围上平均。这种措施模拟靠近实际试验，其中赔偿电荷仅在质量水平上已知。

（β= 92％，体积为（d）），极化对不一样横向尺寸（a）-（c）纳米线

（a）对于不一样横向尺寸纳米线，极化对电场依赖性; （b）汇报相对于体积电容率为d函数; （c）可恢复能量密度和效率;（d）作为纳米线横向尺寸函数。
图2（a）（E）环。注意，对于本文其他部分，我们汇报在整个β范围内平均数据。我们注意到，较薄纳米线体现出FE行为，而较厚纳米线响应于类似于有损耗电介质电场。有趣是，我们较厚纳米线计算数据非常类似于22-100nm厚PbZrO3膜获得环，这表明我们可变表面电荷赔偿模型捕捉极好电荷屏蔽纳米级反铁电。 P（E）环路一种显着特性是与经典电介质相比相对较大dPdE斜率。这样大响应背后原因是室温阶段混合AFE-FE特性。 FE和AFE相共享大饱和极化，然而，AFE相导致残存极化值减小。我们使用零场
dPdE斜率计算不一样纳米线介电响应。由于我们计算措施低估了体PbZrO3介电敏感性χ，纳米线值汇报在图1中。我们计算预测与纳米线相比，纳米线中χ显着增长（高达8倍）。介电响应改善归因于来自FE相奉献。
大极化与微小磁滞回线组合有助于能量存储。为了估计PbZrO3纳米线在能量存储应用中性能，我们使用Ref措施计算了可恢复能量密度Wr和效率η。。图2（c）和（d）。直水平线给出了体PbZrO3值。我们首先注意到，53Jcm2体积值与在相称电场下获得优化()()O3厚膜试验值3