Increasing energy storage capabilities of space-charge dominated ferroelectric thin films using interlayer coupling

铁电性 材料科学 空间电荷 异质结 极化(电化学) 薄膜 电场 凝聚态物理 磁滞 双层 外延 光电子学 电介质 纳米技术 图层(电子) 物理化学 物理 化学 量子力学 电子 生物化学
作者
Hanfei Zhu,Menglin Liu,Yunxiang Zhang,Zhenghai Yu,Jun Ouyang,Wei Pan
出处
期刊:Acta Materialia [Elsevier]
卷期号:122: 252-258 被引量:106
标识
DOI:10.1016/j.actamat.2016.09.051
摘要

In our previous work (W. Zhang et al., Space-charge dominated epitaxial BaTiO3 heterostructures, Acta Mater. 85 (2015) 207–215), it was demonstrated that a space charge dominated BaTiO3 thin film can have much improved energy storage characteristics when compared with a regular insulating film of ferroelectric BaTiO3. However, the improved recoverable electric energy density (discharged energy per unit volume), Wre, is still constrained by the maximum/saturated polarization (Ps) of the BaTiO3 thin film. Here we propose a novel method to further improve Wre in ferroelectric thin film heterostructures by using interlayer coupling in an epitaxial ferroelectric bilayer. In our model structure, a ferroelectric BiFeO3 layer with a large remnant polarization (Pr ∼70 μC/cm2) was deposited in-situ on top of a BaTiO3/SrRuO3 heterostructure which shows a small remnant polarization (Pr ∼ 3 μC/cm2). The resulted bilayer structure showed a slim P-E hysteresis loop characterized by a small remnant polarization and a large saturated one (Ps ≫ Pr), which can be well explained by a competition between the effect of space charges (dominant at low field) and that of the interlayer charge coupling (dominant at high field). The large difference, i.e. Ps − Pr, increases the recoverable electric energy density by about 85% (from ∼28 J/cm3 to ∼51 J/cm3).

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
anheshu发布了新的文献求助10
刚刚
111发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
动人的宫苴完成签到,获得积分10
刚刚
柴柴柴发布了新的文献求助10
刚刚
义气的嘉熙完成签到,获得积分20
1秒前
XIXIXI发布了新的文献求助10
1秒前
JamesPei应助yfxf采纳,获得10
1秒前
科研通AI6应助cheng采纳,获得10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
张张发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
大模型应助开朗的仰采纳,获得10
5秒前
顾矜应助mengyao采纳,获得10
5秒前
vita发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
陈宏博应助linda采纳,获得10
7秒前
ira发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
执着的冬瓜完成签到 ,获得积分10
7秒前
彩色发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
dimension完成签到,获得积分10
8秒前
今后应助张张采纳,获得10
8秒前
谦让的博发布了新的文献求助10
8秒前
迷路幼枫完成签到 ,获得积分10
9秒前
nzlatto完成签到 ,获得积分10
9秒前
bbbbhr发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
OriC发布了新的文献求助10
9秒前
重要的大有完成签到,获得积分10
9秒前
言屿完成签到,获得积分10
9秒前
苗浩阳发布了新的文献求助10
10秒前
www发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6应助MA采纳,获得10
11秒前
01发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 680
Linear and Nonlinear Functional Analysis with Applications, Second Edition 388
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5578302
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4663150
关于积分的说明 14745051
捐赠科研通 4603900
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2526774
邀请新用户注册赠送积分活动 1496369
关于科研通互助平台的介绍 1465712