Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Cơ học: Tính chất cơ lý của vật liệu sắt điện ở kích thước nano mét

Mục đích nghiên cứu đề tài là xác định quy luật ảnh hưởng của biến dạng cơ học, nhiệt độ, kích thước, ảnh hưởng đồng thời của biến dạng và nhiệt độ đến tính phân cực của vật liệu sắt điện; Tạo và điều khiển xoáy phân cực đơn trong sợi nano và hạt nano sắt điện ứng dụng trong lưu trữ dữ liệu để giảm kích thước và tăng dung lượng bộ nhớ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Cơ học: Tính chất cơ lý của vật liệu sắt điện ở kích thước nano mét BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Trần Thế QuangTÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU SẮT ĐIỆN Ở KÍCH THƯỚC NANO MÉT Ngành: Cơ học Mã số: 9440109 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC Hà Nội – 2022 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đỗ Văn Trường Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3:Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩcấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, ứng dụng phổ biến của vật liệu sắt điện được dùng trongcác bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên không mất dữ liệu khi ngắt nguồn(FRAM). Một trong số đó là PbTiO3 (PTO) do có độ phân cực tự phát,nhiệt độ chuyển pha cao và năng lượng chuyển đổi phân cực điện thấp.Nhiều ứng dụng mới về tụ điện dự trữ năng lượng cao, bộ nhớ màngsắt điện PbTiO3 dung lượng lớn có vị trí quan trọng và đây là hướngnghiên cứu đang rất được quan tâm. Tuy nhiên, để nâng cao độ tin cậy,chất lượng của màng sắt điện, ảnh hưởng của các yếu tố biến dạng,nhiệt, điện trường đến tính phân cực điện cần được khảo sát, phân tíchvà đánh giá. Mặt khác, với yêu cầu giảm kích thước hình học nhưngvẫn phải đảm bảo được chức năng làm việc nhằm tăng cường sứcmạnh tổng thể cho các thiết bị, linh kiện lưu trữ dữ liệu đang là một trởngại lớn cần được giải quyết. Do khi màng sắt điện ở kích thước dưới100 nano mét xuất hiện các xoáy phân cực, làm mất khả năng lưu trữdữ liệu và không thể loại bỏ. Cho đến nay, chưa có nghiên cứu cụ thểnào làm sáng tỏ các vấn đề trên. Do đó, luận án quan tâm nghiên cứu vật liệu sắt điện PbTiO3nhằm nâng cao chất lượng, độ tin cậy, giảm kích thước và tăng dunglượng lưu trữ cho FRAM, với các mục tiêu: Khảo sát, phân tích ảnhhưởng của biến dạng cơ học, nhiệt, điện trường đến tính phân cực vàđường cong điện trễ ở cấu trúc khối; Nghiên cứu, cách tạo và điềukhiển xoáy phân cực đơn cho vật liệu sắt điện PbTiO3 ở kích thướcnano mét; Phân tích và đánh giá ảnh hưởng của biến dạng, khuyết tậthình học (vết nứt, lệch tường miền) đến xoáy phân cực đơn.2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu2.1 Mục đích - Xác định quy luật ảnh hưởng của biến dạng cơ học, nhiệt độ, kíchthước và ảnh hưởng đồng thời của biến dạng và nhiệt độ đến tính phâncực của vật liệu sắt điện; - Tạo và điều khiển xoáy phân cực đơn trong sợi nano hoặc hạt nanosắt điện ứng dụng trong lưu trữ dữ liệu để giảm kích thước và tăngdung lượng bộ nhớ.2.2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu + Đối tượng: Vật liệu sắt điện PbTiO3 (PTO). + Phạm vi nghiên cứu: - Ứng dụng phương pháp mô phỏng nguyên tử thế năng vỏ - lõi 1trong khảo sát, phân tích ảnh hưởng của các yếu tố như: biến dạng cơhọc, nhiệt, kích thước đến tính chất sắt điện ở kích thước khối; - Nghiên cứu xây dựng xoáy phân cực đơn và phân tích ảnh hưởngcủa biến dạng, khuyết tật hình học (vết nứt, sai lệch tường miền) đếnxoáy phân cực đơn ở kích thước nano mét.3. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp mô phỏng số4. Ý nghĩa của đề tài+ Ý nghĩa khoa học: - Xây dựng được bộ thông số hàm thế năng mô hình vỏ - lõi bằngphương pháp mô phỏng; - Bằng phương pháp mô phỏng số đã khảo sát, phân tích các yếu tốảnh hưởng đến đường cong điện trễ qua đó tìm ra quy luật, dự báo xuhướng thay đổi sự phân cực điện. Đề xuất một phương pháp lưu trữ dữliệu mới dựa trên xoáy phân cực đơn trong sợi nano hoặc hạt nano sắtđiện; - Kết quả nghiên cứu đóng góp thêm vào cơ sở khoa học cho cáchướng nghiên cứu phát triển tiếp theo và có thể sử dụng làm tài liệutham khảo trong nghiên cứu về vật liệu ứng dụng lưu trữ dữ liệu. + Ý nghĩa thực tiễn: - Dựa trên những kết quả về sự ảnh hưởng của các yếu tố đã đượckhảo sát, để có thể đưa ra giải pháp tương ứng đối với các linh kiện đòihỏi độ phân cực cao hoặc dự báo các khả năng ứng dụng của vật liệutrong thiết bị ở các điều kiện làm việc khác nhau; - Xây dựng được quy trình tạo và điều khiển xoáy phân cực đơntrong sợi nano một giải pháp có thể thu nhỏ đáng kể kích thước mỗi ônhớ hiện tại trên màng sắt điện, làm cơ sở định hướng nghiên cứunhằm tăng dung lượng bộ nhớ lên nhiều lần trong các thế hệ tiếp theo.5. Các điểm mới của luận án - Phân tích, đánh giá ảnh hưởng của biến dạng cơ học, nhiệt độ và ảnhhưởng đồng thời của chúng đến đường cong điện trễ của PbTiO3; - Xây dựng được mối quan hệ giữa điện trường ngoài E và độ phâncực điện P (đường cong điện trễ P-E); - Xây dựng và điều khiển được xoáy phân cực đơn ở kích thước ...