使用在透射电镜中对样品区施加电场从而在原子尺度下进行的研究介绍

原位热电样品杆对样品温度和电压都有很好地控制能力，可在 900℃ 环境下实现高于 300 kV/cm 的电场环境设置。本期我们分享北京理工大学科研团队使用在透射电镜中对样品区施加电场，从而在原子尺度下进行了哪些研究。

作者：北京理工大学 黄厚兵等
题目：In Situ Observation of Domain Wall Lateral Creeping in a Ferroelectric Capacitor.
期刊：Advanced Functional Materials: 2304606.
摘要：作为下一代非易失性存储器件的新星，铁电氧化物薄膜在功能应用中表现出许多新现象，这使得理解极化转换和畴演化行为变得至关重要。然而，以高空间分辨率跟踪铁电氧化物薄膜中的畴壁运动仍然具有挑战性。该团队提出了一种用于直接原子尺度观察畴成核和横向运动的原位加偏压方法。通过精确控制电场，借助原子分辨率 STEM 可观察到，畴壁的横向平移速度可以减小到小于 2.2Ås−1。对电容器结构PbZr0.1Ti0.9O3/La0.7Sr0.3MnO3 异质结的原位观察证明了临界电场下畴壁的独特蠕变行为，并揭示了蠕变畴壁的原子结构。此外，亚稳态畴壁的演化形成了细长形态，其中包含很大比例的带电部分。相场模拟揭示了梯度、弹性和静电能之间的竞争，这些竞争决定了这种独特的畴壁蠕变和形态变化。这项工作为全面了解畴壁物理和实际器件中畴壁特性的潜在调制铺平了道路。
 

所使用的系统- Lightning 原位热电样品杆：使用 Lightning 原位热电样品杆，研究团队可以在透射电镜中对样品区施加电场，从而在原子尺度下直接观察畴壁成核及横向运动。