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【学术讲座】实现性能调控的纳米尺度结构设计

发布时间2019-06-10

报告人:田鹤教授, 浙江大学

时间:6月10日 下午15:30

地点:同安二201外间会议室

报告摘要:

利用自主发展的电子显微学方法,在纳米乃至原子尺度对各物理量间耦合关系开展研究,有针对性的探知耦合本质与性能的依存关系,并探索性能调控的途径。揭示了在铁电材料内部,引入纳米尺度极化表面,对单相铁电材料宏观热膨胀行为调控的物理机制。设计并制备出一种PbTiO3单相铁电介孔零膨胀系数材料;创新提出了一种调制铁电材料热膨胀系数的新途径,为设计、制备性能优异的单相零膨胀材料提供了新思路。(Nature Communications, 9 (2018) 1638 )发现了晶格调控可突破极限尺寸对铁电极化的抑制作用。实现了四方相BiFeO3薄膜在室温二维极限尺度下的铁电序;证实了极限尺度下(一个单胞厚)的BiFeO3薄膜,所具有的超强铁电性与自发的面外极化;揭示了铁电极化产生、稳定和转化的物理机制;奠定了其作为高密度非易失性存储器的科学基础。(Nature communications 9 (2018) 3319) 进而,探索晶格与铁电序对电荷、自旋的调控作用。利用“单色器电子能量损失谱”与“纳米电子束磁圆二色谱技术”,在SrTiO3/PbTiO3、BiFeO3/PbTiO3等界面中观测到反常铁电屏蔽现象与磁性;揭示了高度有序的铁电极化诱导界面电荷与自旋极化的本质;阐明了铁电氧化物界面微结构、极化、屏蔽与宏观性能的关联性。(Advanced Materials 30 (2018) 1707017)开发了“低束流密度成像三维重构技术与算法”,成功解决了电子束辐照敏感材料成像与三维重构的难题。基于结构设计,制备出当前外量子效率最高的钙钛矿LED元件;揭示了钙钛矿晶粒和有机绝缘层的结构组合,调制电荷输运特性与折射率的物理机制;阐明了这种褶皱结构显著提升器件发光效率的机理;提供了推进钙钛矿LED产业化发展的全新思路和途径。(Nature 562 (2018) 249)


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