Palladium-based Ferroelectrics

钯基铁电体

基本信息

  • 批准号:
    1795382
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2016 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The student will fabricate and characterize samples of lead-zirconate titanate (PZT) and lead titanate with up to 30% palladium substituted at the perovskite B-site, replacing titanium. Growth will be in the form of ceramic powders, pressed into pellets, with electrodes sputtered on. Characterization will emphasize dielectric measurements (permittitivity and loss) as functions of temperature from cryogenic levels ca. T=20K to elevated levels (>500C), and it will also include magnetic measurements, electron microscopy, X-ray studies, and probably specific heat measurements.Analysis will be in terms of existing models for multiferroic, magnetoelectric crystals, including the model of Blinc et al. Since Pd is normally not magnetic but is known to become magnetic under applied electric fields and/or uniaxial mechanical stress, the 2016 model of Tula Paudel and Evgeny Tsymbal will also be used. Their density functional calculations imply that for simultaneous magnetism and ferroelectricity to occur, some of the Pd must be in +4 valence state and some in +2, and moreover, that it cannot all go into the Ti+4 site; instead some must go off-center in the oversized Pb+2 site.Although Pd is expensive, the intended devices are thin-film memories, and the Pd amounts are so small that the added cost would be only a few pence per chip. Since PZT is the leading room-temperature ferroelectric device material (e.g., for automobile fuel injectors), this suggests the potential for large-volume real commercial products.
学生将制作并表征锆钛酸铅 (PZT) 和钛酸铅的样品,并在钙钛矿 B 位点用高达 30% 的钯取代,从而取代钛。生长将以陶瓷粉末的形式进行,压制成颗粒,并溅射电极。表征将强调介电测量(介电常数和损耗)作为低温水平的温度函数。 T=20K 到升高的水平 (>500C),它还将包括磁测量、电子显微镜、X 射线研究,可能还包括比热测量。分析将根据多铁磁电晶体的现有模型进行,包括模型布林克等人。由于 Pd 通常没有磁性,但已知在施加电场和/或单轴机械应力下会变成磁性,因此也将使用 Tula Paudel 和 Evgeny Tsymbal 的 2016 年模型。他们的密度泛函计算表明,为了同时发生磁性和铁电性,一些 Pd 必须处于 +4 价态,一些处于 +2 价态,而且,它不能全部进入 Ti+4 位点;相反,有些必须在超大的 Pb+2 位置偏离中心。尽管 Pd 价格昂贵,但预期的器件是薄膜存储器,并且 Pd 的数量非常少,因此每个芯片的增加成本仅为几便士。由于 PZT 是领先的室温铁电器件材料(例如,用于汽车燃油喷射器),这表明了大批量实际商业产品的潜力。

项目成果

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