納米壓痕法表征BNT薄膜的壓電性能

廖艷果, 胡和平，*， 鄭學(xué)軍

(1.南華大學(xué) 數(shù)理學(xué)院,湖南 衡陽(yáng) 421001；2.湘潭大學(xué) 低維材料及其應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 湘潭 411105 )

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納米壓痕法表征BNT薄膜的壓電性能

廖艷果1, 胡和平1，2*， 鄭學(xué)軍2

(1.南華大學(xué) 數(shù)理學(xué)院,湖南 衡陽(yáng) 421001；2.湘潭大學(xué) 低維材料及其應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 湘潭 411105 )

利用有限元方法模擬了BNT薄膜/基底體系的納米壓痕過程，分析討論了BNT薄膜的壓電參數(shù)對(duì)加載的最大壓痕載荷、加載曲線指數(shù)的影響，用量綱分析結(jié)合有限元方法建立了壓痕的加載參數(shù)和BNT薄膜的壓電參數(shù)的無量綱關(guān)系.

有限元方法；加載曲線；壓電參數(shù)；無量綱關(guān)系

BNT薄膜(即鐵電薄膜)因具有獨(dú)特的壓電性、鐵電性、介電性、熱釋電性以及非線性光學(xué)等性能，在鐵電存儲(chǔ)器、紅外探測(cè)器、集成光電器件、空間光調(diào)制器、光學(xué)傳感器等方面有著極其廣泛的應(yīng)用前景，正朝著實(shí)用化發(fā)展.BNT薄膜的制備、結(jié)構(gòu)及性能的研究受到廣泛的關(guān)注.BNT薄膜所具有的壓電性能對(duì)其應(yīng)用具有重要的意義，準(zhǔn)確測(cè)量其壓電參數(shù)十分重要[1]，目前國(guó)內(nèi)對(duì)薄膜壓電性能的測(cè)量方法很少，怎樣表征其壓電性能成為一項(xiàng)重要任務(wù).絕大多數(shù)的薄膜都束縛于基底材料之上，這樣給其壓電性能的表征帶來了困難，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1) 從基底上剝離出薄膜比較困難，剝離的薄膜一般非常薄，為微納米級(jí)，對(duì)如此薄的試樣樣品進(jìn)行壓電性能測(cè)試容易發(fā)生破壞和損傷，這樣就會(huì)對(duì)測(cè)試所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響；……