2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：電子顯微鏡

電子顯微鏡

2電子顯微鏡電子顯微術(shù)是目前用來觀察電疇的主要方法，其優(yōu)點(diǎn)是分辨率高，而且可觀測(cè)電場(chǎng)作用下電疇的。掃描電子顯微鏡（SEM）透射電子顯微鏡（TEM）掃描探針顯微鏡（SPM）

3掃描電子顯微鏡（SEM）可直接觀察樣品表面（通常是在真空中解理后直接觀測(cè)）。利用透射電子顯微鏡（TEM）觀察電疇則需要在樣品制備方面需要付出較大的努力。TEM用的樣品通常是薄箔。制備薄箔時(shí)，通常用HF腐蝕，但薄箔厚度不易控制。近來離子束減薄等新技術(shù)也被用來制備薄箔樣品。

4也可以用表面復(fù)型（修飾法）通過TEM來研究電疇結(jié)構(gòu)。除了AgCl等無機(jī)材料以外，近年來聚合物修飾法以其高分辨率而引人注目。例如在TGS晶體的（010）解理面上蒸鍍聚二氟乙烯（PVDF）和聚乙烯（PE），即可得到一定向生長(zhǎng)的薄膜，其擇優(yōu)取向隨電疇的正負(fù)而不同。將TGS溶化后，用TEM觀測(cè)薄膜，即可得到電疇結(jié)構(gòu)的圖案。

5近年來出現(xiàn)的掃描力顯微鏡（SPM）時(shí)研究電疇的一種有力手段，其優(yōu)點(diǎn)是適合與各種材料，不需要真空而且可觀測(cè)到納米量級(jí)的精細(xì)結(jié)構(gòu)。

6幾種重要的疇結(jié)構(gòu)人工周期片狀疇陶瓷中的電疇薄膜中的電疇

7人工周期片狀疇人工調(diào)制的疇結(jié)構(gòu)，周期為a+b；從一個(gè)疇過渡到另一個(gè)疇時(shí)，自發(fā)極化反向，等價(jià)于繞X方向旋轉(zhuǎn)了180°，因而任何表現(xiàn)為奇階張量的物理性質(zhì)，如二階非線性光學(xué)系數(shù)和壓電常數(shù)將改變符號(hào)。如果疇結(jié)構(gòu)周期與光波或超聲波波長(zhǎng)可相比擬，則稱這類周期性調(diào)制結(jié)構(gòu)的材料為光學(xué)超晶格或微米超晶格。

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9應(yīng)用：激光倍頻，超高頻壓電諧振器；制備方法：擴(kuò)散法，脈沖電場(chǎng)處理法，質(zhì)子交換法，電子束掃描法以及特殊提拉法等；提拉法（Czochralski丘克拉斯基方法）：從熔體中生長(zhǎng)晶體最廣泛的方法。在晶體生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生明顯的條紋，即沿生長(zhǎng)方向產(chǎn)生周期性的溶質(zhì)濃度起伏。在熔體中摻入濃度約為0.1-0.5%的鐿、銅或鉻。

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11形成條紋的方法可以控制晶體生長(zhǎng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸，或在晶體生長(zhǎng)時(shí)在固液界面上通過調(diào)治電流。這樣長(zhǎng)成的晶體在溫度下降到居里溫度時(shí)，通過生長(zhǎng)條紋的誘導(dǎo)，周期性片狀疇將會(huì)自動(dòng)生成，而且自發(fā)極化強(qiáng)度的取向決定于生長(zhǎng)條紋內(nèi)溶質(zhì)梯度的正負(fù)。溶質(zhì)濃度梯度為負(fù)時(shí)，電疇取正向；溶質(zhì)濃度梯度為正時(shí)，電疇取負(fù)向。主要材料：Li