铁电材料的研究进展_殷江

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1、第31卷第3期中国材料进展Vol.31No.32012年3月MATERIALSCHINAMar.2012特约专栏铁电材料的研究进展121殷江，袁国亮，刘治国(1．南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室，江苏南京210093)(2．南京理工大学材料科学与工程学院，江苏南京210093)摘要:铁电材料的优秀电学性能孕育了它广阔的应用前景，其电子元件有着集成度高、能耗小、响应速度快等众多优点。而且目前研究者将铁电材料同其它技术相结合，使新诞生的集成铁电材料性能更为优秀。介绍了铁电材料的发展历史和

2、当前的研究概况。详细描述了几种铁电材料的性能特点与研究进展，包括压电材料及在微机电系统中的应用，储能用铁电介质材料，有机铁电薄膜材料，具备2种以上初级铁性体特征的多铁材料，铁电阻变材料等。最后，总结了铁电材料研究中尚未解决的技术问题，并展望了铁电材料的发展趋势。关键词:铁电;压电材料;铁电储能;有机铁电薄膜;多铁材料;铁电阻变+中图分类号:TM221文献标识码:A文章编号:1674－3962(2012)03－0026－13ProgressinFerroelectricMaterials121YINJiang，

3、YUANGuoliang，LIUZhiguo(1．NationalLaboratoryofSolidStateMicrostructure，SchoolofModernEngineeringandAppliedScience，NanjingUniversity，Nanjing210093，China)(2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210093，China)Abst

4、ract:Ferroelectricmaterials，oneofthecurrentresearchfocuseswithnumbersofphysicaladvantagessuchashighintegration，lowenergyconsumptionandfastresponse，hasbroadapplicationprospectsinmanyaspects．Beingcombinedwithotherphysicaltechnologies，thepropertiesofferroelect

5、ricmaterialscanbesignificantlyimproved．Thedevelopmenthistoryandprevailingresearchprofileofferroelectricmaterialswereintroducedatfirst，thentheperformancecharacteristicsindetail，includingfivemechanisms:(1)piezoelectricanditsapplicationinmicro-electromechanica

6、lsystems;(2)dielectricmaterialsusedforenergystorage;(3)organicferroelectricthinfilms;(4)multiferroicwhichhastwoormoreprimaryironcharacteristics;(5)ferroelectricresistanceswitching．Inaddition，someunresolvedtechnicalissuesofferroelectricmate-rialsweresummariz

7、edandthedevelopingtrendswereprospected．Keywords:ferroelectric;piezoelectric;ferroelectricenergystorage;organicferroelectricthinfilm;multiferroic;ferro-electricresistanceswitching膜理论的逐渐完善，铁电晶体物理内涵的研究趋于稳1前言定。20世纪80年代中期，薄膜制备技术的突破为制最早的铁电效应是在1920年由法国人Valasek在罗备高

8、质量的铁电薄膜扫清了障碍，并且近年来随着对谢尔盐中发现的，这一发现揭开了研究铁电材料的序器件微型化、功能集成化、可靠性等要求的不断提幕。在1935年Busch发现了磷酸二氢钾KH2PO4———简高，传统的铁电块体由于尺寸限制已经不能满足微电称KDP，其相对介电常数高达30，远远高于当时的其子器件的要求。铁电器件在向薄膜尺寸量级过渡的同时又与半导体工艺结合，研究者们迎来了集成铁电体它材料。1940年之