Тонкі плівки сополімеру вініліденфториду з тетрафторетиленом: динаміка перемикання фероелектричної поляризації

S. N. Fedosov, A. E. Sergeeva

Анотація


Сополімер вініліденфториду з тетрафторетиленом П(ВДФ-ТФЕ) є типовим фероелектричним полімером, який до цього часу не був достатньо детально досліджений у порівнянні з полівініліденфторидом (ПВДФ) та його сополімером П(ВДФ-ТрФЕ). Метою даної роботи було розкриття особливостей формування фероелектричної поляризації та її перемикання в тонких плівках П(ВДФ-ТФЕ) в різних умовах, таких як величина прикладеного електричного поля та тривалість його дії в межах 8 порядків від 10 мкс до 100 с. Застосована нами послідовність імпульсів напруги при електризації та перемиканні поляризації дала змогу виявити характеристики динаміки перемикання поляризації. Для збільшення роздільної здатності вимірювань були використані два методи реєстрації електричної індукції, які доповнювали один одного. Особливості релаксації поляризації та просторового заряду вивчалися методом термічно стимульованої деполяризації. Спостерігалося нове явище поступового відокремлення процесів релаксації, які пов'язані з поляризацією та просторовим зарядом. Обидва процеси супроводжувалися наявністю захопленого заряду, який компенсував деполяризуюче поле. Було сформульовано кілька практичних рекомендацій щодо бажаних значень параметрів електризації плівок та їх додаткової обробки для підвищення стабільності величини фероелектричної поляризації.

Ключові слова


фероелектрики; фероелектричні полімери; PVDF; P (VDF-TFE); поляризація; просторовий заряд; термічно стимульована деполяризація

Посилання


W. Xia, Z. Zhang, IET Nanodielectrics 1(1), 17 (2018) (https://doi.org/10.1049/iet-nde.2018.0001).

J. Lando, W. Doll, J. Macromol. Sci. B, 2(2), 205 (1968) (https://doi.org/10.1080/00222346808212449).

J. F. Legrand, IEEE Trans. Electr. Insul. 28, 336 (1993) (https://doi.org/10.1109/14.236214).

M. E. Lines, A. M. Glass, Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials (Oxford University Press, Oxford, 2001).

D. Mao, B. E. Gnade, M.A. Quevedo-Lopez, Ferroelectric Properties and Polarization Switching Kinetic of Poly (vinylidene Fluoride-trifluoroethylene) Copolymer (INTECH Open Access Publisher, 2011).

Y. Mabuchi, T. Nakajima, T. Furukawa, et al, App. Phys. Exp. 4(7), 071501 (2011) (https://doi.org/10.1143/APEX.4.071501).

W. J. Hu, D.-M. Juo, L. You, et al, Scientific Reports 4, 4772 (2014) (https://doi.org/10.1038/srep04772).

J. M. Carr, M. Mackey, L. Flandin, et al, Polymer 54, 1679 (2013) (https://doi.org/10.1016/j.polymer.2013.01.037).

Z. Xia, S. Fedosov, A. Sergeeva, H. Zhang, 9th Intern. Symp. Electrets (Tongji, Shanghai, 1996), p. 902-907.

Q. Liu, I. Khatri, R. Ishikawa, et al, Appl. Phys. Lett. 103, 163503 (2013) (https://doi.org/10.1063/1.4826323).

B. Kussner, G. Eberle, W. Eisenmenger, S.N. Fedosov, A.E. Sergeeva, J. Mater. Sci. Lett. 16, 368 (1997).

V. Kochervinskii, I. Malyshkina, A. et al, J. Appl. Phys. 117(21), 214101 (2015) (https://doi.org/10.1063/1.4921851).

H. Yamada, T. Fukushima, T. Yoshimura, et al, Jpn. J. Appl. Phys. 50, 09NA06 (2011) (https://doi.org/10.1143/JJAP.50.09NA06).

S. N. Fedosov, A. E. Sergeeva, G. Eberle, W. Eisenmenger, J. Phys. D: Appl. Phys. 29(12), 3122 (1996) (https://doi.org/10.1088/0022-3727/29/12/028).

Y. Nakagawa, Y. Hashizume, T. Nakajima, et al, Jpn. J. Appl. Phys. 55, 10TA12 (2016) (https://doi.org/10.7567/JJAP.55.10TA12).

T. Kanashima, Y. Katsura, M. Okuyama, Jpn. J. Appl. Phys. 53, 04ED11 (2014) (https://doi.org/10.7567/JJAP.53.04ED11).

A. H. Kuptsov G. N. Zhizhin, Handbook of Fourier Transform Raman and Infrared Spectra of Polymers (Elsevier Science, 1998).

H von Seggern, S. N. Fedosov, Appl. Physics Letters, 91(6), 62914 (2007) (https://doi.org/10.1063/1.2769402).

S. Fedosov, H. von Seggern, J. Nano-Electron. Phys., 5(4), 04056 (9 pp) (2013)

J. A. Giacometti, S. Fedosov, M. M. Costa, Brazilian Journal of Physics, 29(2) 269 (1999).

S. N. Fedosov, A. E. Sergeeva, J. Nano-Electron. Phys., 11(1) 01012-1(7 pp.) (2019) (https://doi.org/10.21272/jnep.11(1).01012).

T. Furukawa, Phase transitions, 18, 143, 1989 (https://doi.org/10.1080/01411598908206863).

H. von Seggern, S. Fedosov, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 11(2) 232 (2004) (https://doi.org/10.1109/TDEI.2004.1285892).

S. N. Fedosov, H. von Seggern, J. Appl. Phys. 103(1), 014105 (2008) (https://doi.org/10.1063/1.2824940).

H. Ishii, T. Nakajima, T. Furukawa, S. Okamura, Japanese Journal of Applied Physics 52 041603(2013) (https://doi.org/10.7567/JJAP.52.041603).


Повний текст: PDF (English)
7 :: 21

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.