放大器卓越的稳定性助力实现铁电薄膜极化的原位研究

挑战

铁电材料薄膜越来越受到电子工业的关注；它们已经广泛用于薄膜电容器，以及一部分的 RAM 和 RFID 卡。这类材料通常采用薄膜生长的方式，即原子一层层生长成晶胞。研究人员需要采用一些方法来监测薄膜的生长过程。

成功的研究

由 Morgan Trassin 博士和 Manfred Fiebig 教授领导的 ETH Zurich 一组研究人员开发了一种原位分析方法，该方法基于超快激光放大器/可调谐 OPA 组合（相干公司 Astrella/TOPAS）技术。研究目的是测量铁电性 (BaTiO3) 和多铁性 (BiFeO3) 薄膜的生长过程中的极化特性，以及在这两种材料表面生长另一种薄膜后的极化特性。这些薄膜是由相干公司 LPX 准分子激光器通过脉冲激光沉积而生长成的。该方法是通过测量几个晶胞 (u.c.) 厚度的薄膜样品的微弱二次谐波 (SHG) 信号，来监测薄膜的极化特性。这种方法有相关的文献报道，但以前从未应用于这种超薄膜。

结果

这些研究人员使用这种技术成功地测量出薄膜（0 到 20 个晶胞 (u.c.)）极化的角度和方向。他们继续将这种方法应用于研究不同的膜层材料，甚至是模型设备。更多详情请参见：G. De Luca、N. Strkalj、S. Manz、C. Bouillet、M. Fiebig 和 M. Trassin 撰写的“Nanoscale design of polarization in ultrathin ferroelectric heterostructures”，Nature Communications 8，p. 1419.

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