ИЗУЧЕНИЕ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НИОБАТА ЛИТИЯ МЕТОДОМ СКАНИРУЮЩЕЙ СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ ПЬЕЗООТКЛИКА
ИЗУЧЕНИЕ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НИОБАТА ЛИТИЯ МЕТОДОМ СКАНИРУЮЩЕЙ СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ ПЬЕЗООТКЛИКА
Авторы
Давлеткильдеев Надим Анварович, канд. физ.-мат. наук, доцент, старший научный сотрудник ОНЦ СО РАН, доцент ОмГУ имени Ф.М. Достоевского, e-mail: nadim@obisp.oscsbras.ru.
Мосур Евгений Юрьевич, канд. физ.-мат. наук, доцент, старший научный сотрудник ОНЦ СО РАН, доцент ОмГУ имени Ф.М. Достоевского.
Никифорова Алёна Олеговна, инженер ИРФЭ ОНЦ СО РАН, магистрант ОмГУ имени Ф.М. Достоевского.
Ключевые слова
периодически поляризованный ниобат лития, сканирующая силовая микроскопия пьезоотклика, электростатические силы, пьезоотклик, пьезоэлектрический коэффициент
Аннотация
Методом сканирующей силовой микроскопии пьезоотклика с использованием одночастотного и двухчастотного режима измерений исследованы пьезоэлектрические свойства кристаллов периодически поляризованного ниобата лития. Получены амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики, а также изображения распределения по поверхности образца амплитуды и фазы колебаний кантилевера вблизи частоты контактного резонанса с учетом компенсации вклада электростатических сил в величину пьезоотклика. На основе анализа полученных изображений и амплитудно-частотных характеристик колебаний кантилевера определены значения эффективного пьезоэлектрического коэффициента ниобата лития, которые хорошо согласуются с литературными данными.
Литература
1. Proksch R., Kalinin S. V. Piezoresponse Force Microscopy // Microscope Today. 2009. Vol. 6, pp. 10–15.
2. Gruverman A., Alexe M., Meier D. Piezoresponse force microscopy and nanoferroic phenomena // Nature Communication. 2019. Vol. 10 (1), pp. 1–9.
3. Jesse S., Lee H. N., Kalinin S. V. Quantitative mapping of switching behavior in piezoresponse force microscopy // Rev. Sci. Instrum. 2006. Vol. 77 (7), 073702.
4. Periodically Poled Lithium Niobate (PPLN) – Tutorial // THORLABS. 2007, pp. 686–693.
5. Udalov A., Alikin D., Kholkin A. Piezoresponse in ferroelectric materials under uniform electric field of electrodes // Sensors. 2021. Vol. 21. P. 3707.
6. Perez-Cruz A., Dominguez-Gonzalez A., Stiharu I., Osornio-Rios R. A. Optimization of Q-factor of AFM cantilevers using genetic algorithms // Ultramicroscopy. 2012. Vol. 115, pp. 61–67.
7. Proksch R. In-situ piezoresponse force microscopy cantilever mode shape profiling // J. Appl. Phys. 2015. Vol. 118. P. 072011.
8. Warner A.W., Onoe M., Coquin G. A. Determination of elastic and piezoelectric constants for crystals in class (3m) // J. Acoust. Soc. Amer. 1967. Vol. 42, pp. 1223–1231.
9. Smith R. T., Welsh F. S. Temperature dependence of the elastic, piezoelectric, and dielectric constants of lithium tantalate and lithium niobate // J. Appl. Phys. 1971. Vol. 42. P. 2219.
Для цитирования
Давлеткильдеев Н. А., Мосур Е. Ю., Никифорова А. О. Изучение пьезоэлектрических свойств ниобата лития методом сканирующей силовой микроскопии пьезоотклика // Техника радиосвязи. 2022. Выпуск 4 (55). С. 83–90.