测样案例｜致真精密仪器原子力显微镜PFM模式表征钛酸铅-铌镁酸铅微观电畴
本期致真精密仪器测样案例，通过Atom Explorer 轻量款原子力显微镜压电力显微模式(PFM)对钛酸铅-锯镁酸铅样品开展微观电畴表征，该样品中存在典型的180°反平行铁电畴结构。振幅图呈现压电响应的空间分布，相位图清晰区分了极化取向，两者共同证实了材料内部有序的铁电畴构型。
致真精密仪器AFM测得钛酸铅-锯镁酸铅样品PFM振幅图
▲从测试结果可以清晰观察到:样品内部压电响应信号差异显著，畴壁位置压电信号发生急剧衰减，形成轮廓清晰、边界分明的网状畴壁结构，完整勾勒出材料内部各个铁电畴的几何形貌与尺寸分布。
致真精密仪器AFM测得钛酸铅-镁酸铅样品PFM相位图
▲明暗区域相位差值接近180，直接证实该钛酸铅-昵镁酸铅样品内部存在大量180°反平行电畴，充分说明该材料具备典型的铁电双畴构型，优异的畴翻转特性也为其高压电性能提供了微观结构依据。
仪器和参数 | |
样品名称 | 钛酸铅-铌镁酸铅 |
测试机型 | Atom Explorer 轻量款原子力显微镜 |
表征模式 | 压电力显微镜（PFM） |
探针型号 | NSC18/Pt |
扫描区域 | 10 μm × 10 μm |
扫描分辨率 | 256 × 256 |
▶ 商业应用场景
钛酸铅-铌镁酸铅极化响应活跃、畴翻转性能优异，是高性能功能压电材料，可广泛应用于：
▪ 医用超声成像换能器
▪ 水声探测、海洋声呐传感器件
▪ 精密压电驱动、微位移执行器
▪ 光电传感器、高灵敏检测元器件
▶ 科研应用场景
该类高性能铁电单晶也是材料领域热门的科研试样，常被用于：
▪ PFM 设备性能校准的标准参考样品
▪ 铁电畴演化、极化反转微观机理研究
▪ 压电/铁电耦合性能、畴工程改性方向研究
▪ 纳米尺度畴写入、存储器件可行性验证实验
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