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压电力显微镜原理建构在逆压电效应上
所属分类：显微镜百科 点击次数：359 发布日期：2022-06-20
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压电力显微镜的原理压电力显微镜原理建构在逆压电效应上，在一经极化的压电陶瓷材料的内部偶极两端加上与其束缚电荷电场方向同向(或反向)的电场，则会使正负束缚电荷间的距离缩短(或增长)，此乃因外加电压使极化强度增强或减小进而使正负束缚电荷间的距离增加或缩短，若在陶瓷材料两端加上的是交流电场，陶瓷材料的形变方向将会随着交流电场的极性而作改变，故此效应是将电能转换成机械能，称之为逆压电效应。未施加电压施加一电压，并产生逆压电效应由于全部的铁电材料中皆呈现压电特性，因此当施加一电场于铁电材料的两端会因极化方向不同而产生不同方向的形变，藉此我们可以透过压电力显微镜来得到铁电区影像。依量测方式，压电力显微镜又分为垂直式（Vertical PFM）及侧向式（Lateral PFM）。Vertical PFM：假设铁电材料中有两个铁电区的极化方向垂直膜面且两者极化方向相反，并使用导电探针当作上电极，来侦测铁电性材料的极化方向。当无施加电压于导电探针与下电极之间时，铁电材料沿着垂直方向不会有任何形变，；若施加一正电压于导电探针与下电极层之间，对于极化方向垂直膜面且方向朝下之铁电区（c-ferroelectric domain），则会造成此区域膨胀，反之极化方向朝上之铁电区（c+ferroelectric domain）则会造成此区域收缩；反之，当施压一负电压于导电探针与下电极层之间时，其产生的电场方向为朝上，对于 c-ferroelectric domain 会产生收缩，而对 c+ferroelectric domain 则产生膨胀未施加电压于材料两端，无产生形变,（b）施加正电压时，两相反极化方向产生的形变施加负电压时，两相反极化方向产生的形变将上述的假设与逆压电效应作结合，
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