超薄钛酸铅纳米管铁电性和力电耦合特性的第一性原理研究

来源期刊：无机材料学报2014年第3期

论文作者：王晓媛 嶋田隆広 北村隆行

文章页码：309 - 314

关键词：铁电纳米管;钛酸铅;铁电临界尺寸;第一性原理计算;

摘    要：利用基于密度泛函理论的第一性原理的方法研究了超薄钛酸铅（PbTiO3）纳米管的铁电性及力电耦合特性。研究发现对于钛酸铅铁电纳米管结构,即使在其特征尺寸小于铁电薄膜的铁电临界尺寸时,依然存在自发极化。钛酸铅铁电纳米管结构不存在铁电临界尺寸。对纳米管力电耦合效应的研究发现,轴向应变作用会引起包括极化沿轴向方向的铁电相、顺电相和极化沿周向方向的铁电相在内的丰富的相转变。这种相的转变是由于轴向应力所导致的Pb-O共价键的变化所引起的。另一方面,研究了钛酸铅纳米管结构的机械强度,明确了在轴向拉伸和压缩作用下纳米管的临界载荷。