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一种手性无铅铁电纳米结构材料及其制备方法和应用技术

技术编号:42686752 阅读:27 留言:0更新日期:2024-09-10 12:34
本发明专利技术公开了一种手性无铅铁电纳米结构材料及其制备方法和应用。该手性无铅铁电纳米结构材料,其结构由下至上依次:单晶基底层、底电极层和铁电材料层;所述铁电材料层由若干个独立排列的纳米方块组成;构成所述铁电材料层的材料为镧掺杂铁酸铋La:BiFeO3(LBFO);进一步地,所述镧掺杂铁酸铋中镧元素掺杂比例可为5‑15%。本发明专利技术所述手性无铅铁电纳米结构材料,其手性源于铁电纳米结构中具有拓扑保护的涡旋畴结构。施加电场后可以实现畴结构的翻转,即实现手性光学效应的电场操纵,具有电写光读的功能,为手性光显示、光信息存储与逻辑运算以及全息成像等技术提供了材料基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信息功能器件和材料领域,具体涉及一种手性无铅铁电纳米结构材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、随着当前信息社会的快速发展,各行业对数据计算能力的需求急剧增长,为此硅基电子芯片上晶体管的尺寸不断缩小且密度持续增加。然而受到量子尺寸效应的干扰,如产生量子隧穿等效应而导致器件逻辑运算错误,电子芯片上晶体管的密度已经逼近理论极限。

2、为了满足下一代信息功能器件的需求,利用光子(光的粒子)来传输、感知、处理和传送信息的光子芯片近年来引发了学界和产业界的广泛关注,尤其是以手性光(圆偏振光)作为传输媒介的信息功能器件。相比于以非偏振光作为光源的信息功能器件,圆偏振光信息功能器件不仅具有信息传输速度快、传播距离远、衰减程度低的优势,还可以通过设计左旋圆偏振光和右旋圆偏振光信号传输双通道,提高数据处理效率。手性铁电材料由于兼具手性光学效应和可随电场翻转的自发极化,为手性光学效应的调制和新型手性光电子器件的开发提供了坚实的材料基础。由于手性光学效应与铁电极化构型具有强关联作用,在电场的控制下,铁电材料中的电偶极子发生翻转,极化构型改变,进而调控手本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种手性无铅铁电纳米结构材料,其结构由下至上依次:单晶基底层、底电极层和铁电材料层;所述铁电材料层由若干个独立排列的纳米方块组成;

2.根据权利要求1所述的手性无铅铁电纳米结构材料,其特征在于:所述镧掺杂铁酸铋中镧元素掺杂比例为5-15%,所述镧元素掺杂比例为镧元素占镧元素和铋元素总物质的量的百分比。

3.根据权利要求1或2所述的手性无铅铁电纳米结构材料,其特征在于:构成所述单晶基底层的材料为钙钛矿型单晶,具体材料为铝酸镧LaAlO3或钛酸锶SrTiO3。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的手性无铅铁电纳米结构材料,其特征在于:构成所述底电极层的...

【技术特征摘要】

1.一种手性无铅铁电纳米结构材料,其结构由下至上依次:单晶基底层、底电极层和铁电材料层;所述铁电材料层由若干个独立排列的纳米方块组成;

2.根据权利要求1所述的手性无铅铁电纳米结构材料,其特征在于:所述镧掺杂铁酸铋中镧元素掺杂比例为5-15%,所述镧元素掺杂比例为镧元素占镧元素和铋元素总物质的量的百分比。

3.根据权利要求1或2所述的手性无铅铁电纳米结构材料,其特征在于:构成所述单晶基底层的材料为钙钛矿型单晶,具体材料为铝酸镧laalo3或钛酸锶srtio3。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的手性无铅铁电纳米结构材料,其特征在于:构成所述底电极层的材料为abo3钙钛矿型氧化物,具体为镧锶锰氧(la,sr)mno3或钌酸锶srruo3。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的手性无铅铁电纳米结构材料,其特征在于:

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:马静韩浩杰南策文顾靖坤
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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