[发明专利]一种铁电薄膜的周期性条带畴结构的表征方法

权利要求书

1.一种铁电薄膜的周期性条带畴结构的表征方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：使用PLD方法制备BFO薄膜；所述的PLD方法，沉积温度为700℃，氧压为100mTorr；沉积完毕后，氧压升高为760Torr，然后以5℃/min降至室温；

S2：物相表征研究BFO薄膜的晶相、形貌和铁电性；所述的物相表征的方法是，在条带畴所在区域的形貌表征采用基于SPM的原子力显微镜，针尖驱动频率为76KHz；形貌为尖峰状的周期性条带是存在109°条带畴的形貌表征目标区域；

S3：运用矢量压电力显微镜PFM对BFO薄膜表征，分析获得铁电条带畴的畴结构；所述的表征的方法是使用矢量PFM技术，面外PFM针尖驱动频率为300～400KHz，面内PFM针尖驱动频率为1.0～1.2MHz；在所述的PFM针尖设有导电涂层，所述的导电涂层为Pt/Ir；矢量PFM技术的具体方法是：第一步表征薄膜的初始状态极化分布，第二步表征薄膜的写入状态极化分布，第三步表征样品顺时针旋转90°后的极化分布，第四步分析表征结果确定条带畴的畴结构；

S4：采用导电原子力显微镜CAFM对BFO薄膜表征，获得铁电条带畴的畴壁导电，具体为：先使用AFM和矢量PFM表征确认条带畴的畴壁位置，然后使用CAFM表征畴壁电流；CAFM施加的电压低于样品的矫顽电压，CAFM针尖设有导电涂层Pt/Ir。

2.根据权利要求1所述的一种铁电薄膜的周期性条带畴结构的表征方法，其特征在于：步骤S1中，所述的PLD方法，在衬底上依次沉积底电极、铁电层；所述的衬底为DyScO₃，晶向为(110)；所述的底电极为SrRuO₃，厚度为4nm；所述的铁电层为BFO，厚度为100nm。

3.根据权利要求1所述的一种铁电薄膜的周期性条带畴结构的表征方法，其特征在于：所述的步骤S3中，找到至少包含两种斜切角的3-4μm²范围区域并使用PFM方法扫描，微调样品放置方向使PFM图像中周期性条带畴与面内垂直方向成45°夹角，并预先使用PFM针尖电压在两个斜切角的交界处将条带畴的局部进行极化。

4.根据权利要求3所述的一种铁电薄膜的周期性条带畴结构的表征方法，其特征在于：步骤S3中，在所述的矢量PFM表征薄膜的写入状态极化分布，是预先使用PFM针尖偏压在局域将条带畴的极化翻转，局域极化分两种情形，第一种是在两个斜切角的交界处，第二种是在同一斜切角的内部，这两种情形都在3-4μm²范围内；第二种情形在写入前顺时针旋转样品10°，写入后再逆时针旋转样品10°进行下一步表征。