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退极化场对Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_(3)外延薄膜的铁电和介电性能的影响

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华南师范大学学报（自然科学版） 2022年第2期54卷 7-12页

作者：张宪贵那木拉宋建民杨帆河北农业大学渤海学院沧州061100 燕山大学材料学院秦皇岛066000

基于Ginzburg-Landau-Devonshire唯象理论,定性研究了在有或无退极化场情形下外延Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_(3)薄膜的铁电和介电性能随厚度的依赖特性。结果表明:与无退极化场相比,退极化场的存在使薄膜极化强度空间分布更均匀,抑制了系统... 详细信息

基于Ginzburg-Landau-Devonshire唯象理论,定性研究了在有或无退极化场情形下外延Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_(3)薄膜的铁电和介电性能随厚度的依赖特性。结果表明:与无退极化场相比,退极化场的存在使薄膜极化强度空间分布更均匀,抑制了系统的平均极化强度,降低了相变温度(ΔT_(c)),但增加了临界厚度(Δh_(c)、Δh_(m))和调谐率(Δφ),尤其在电极弱补偿情况下更加显著,厚度为100 nm时薄膜的ΔT_(c)、Δh_(c)、Δh_(m)和Δφ分别约为-57.5℃、15 nm、40 nm和20%;外延薄膜的介电性能取决于极化强度对外加电场的响应能力,而非极化本身,这一观点可从完全相反的极化强度和调谐率厚度依赖性趋势充分证明。

关键词：铁电薄膜退极化场厚度调谐率

(La_(0.5)Sr_(0.5))CoO_3为电极的Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3和Pb(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3铁电电容器结构及电学性能

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人工晶体学报 2013年第1期42卷 129-133页

作者：贾冬梅刘保亭彭增伟郝彦磊朱慧娟张宪贵河北大学物理科学与技术学院保定071002

分别采用磁控溅射法和溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了(La0.5Sr0.5)CoO3(LSCO)和Pb(Zr1-xTix)O3(PZT)薄膜,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si基片上构架了LSCO/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3(PZT(40/60))/LSCO和LSCO/Pb(Zr0.2Ti0.8)O3(PZT(20/80))/LSCO铁电电容器,研究了两种铁电电容器的结构和性能。XRD结构分析表明:两种四方相的不同Zr/Ti比例的PZT薄膜均为结晶良好的多晶钙钛矿结构。在5 V测试电压下,LSCO/PZT(40/60)/LSCO和LSCO/PZT(20/80)/LSCO两种铁电电容器的剩余极化强度(Pr)和矫顽场(Ec)分别为:28μC/cm2和1.2 V以及32μC/cm2和2 V。相对于PZT(40/60),PZT(20/80)具有较大的剩余极化强度和矫顽场,是由于其矩形度(c/a)较大。两种电容器都具有较好的脉宽依赖性和抗疲劳性。在5 V的测试电压下,LSCO/PZT(40/60)/LSCO电容器的漏电流密度为3.2×10-5A/cm2,LSCO/PZT(20/80)/LSCO电容器的漏电流密度为3.11×10-4A/cm2,经拟合分析发现:在0～5 V的范围内,两种电容器都满足欧姆导电机制。

关键词： Pb(Zr1-xTix)O3 铁电电容器溶胶-凝胶矫顽场脉宽依赖性疲劳特性

应变诱导外延Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3)薄膜铁电介电性能的频率依赖特性

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华南师范大学学报（自然科学版） 2022年第4期54卷 1-6页

作者：张宪贵宋建民康艳霜史孟飞河北农业大学渤海学院沧州061100 燕山大学材料学院秦皇岛066000

基于修正的Landau-Devonshire唯象理论和Landau-Khalatnikov方程,研究了不同失配应变下外延Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3)薄膜相稳定性和频率依赖的铁电介电性能。结果表明:室温下铁电c相、正交aa相和顺电相为稳态相且均为二级相变;在0.1 kH... 详细信息

基于修正的Landau-Devonshire唯象理论和Landau-Khalatnikov方程,研究了不同失配应变下外延Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3)薄膜相稳定性和频率依赖的铁电介电性能。结果表明:室温下铁电c相、正交aa相和顺电相为稳态相且均为二级相变;在0.1 kHz的外加电场频率下,压应变增加了c相的面外剩余极化强度(P_(r))和矫顽场(E_(c)),而拉应变增加了aa相的面内剩余极化强度和矫顽场。此外,随着频率的增加,相界处P_(r)和E_(c)均增加,介电常数呈先快速后缓慢的下降趋势,最大调谐率逐渐减小且相应失配应变逐渐趋于零,这主要归因于频率的增加导致相变温度(ΔT_(c))升高。进一步计算显示,面外的失配应变移动、调谐率降低和ΔT_(c)分别为0.017%、10.6%、7.3℃,其与面内结果(0.019%,9.7%,7.7℃)相近。

关键词：外延薄膜 Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3) 失配应变频率调谐率

大学物理教学模式改革及策略研究——以河北农业大学渤海校区农林专业为例

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科教文汇 2015年第23期 43-45页

作者：张宪贵杨帆那木拉河北农业大学基础课部河北沧州061100 河北农业大学理学院河北保定071001

本文以河北农业大学渤海校区农林专业为例,针对当前大学物理教学模式中存在的问题进行了教学反思,并结合教学实践,从教学目标、教材内容、教学方式、考核评价体系等方面探讨了基于多元化理论的新型教学模式,并给出了实现该教学模式的改... 详细信息

本文以河北农业大学渤海校区农林专业为例,针对当前大学物理教学模式中存在的问题进行了教学反思,并结合教学实践,从教学目标、教材内容、教学方式、考核评价体系等方面探讨了基于多元化理论的新型教学模式,并给出了实现该教学模式的改革策略,旨在加快教学改革进程,快速提高教学质量,以期实现教与学的双赢。

关键词：大学物理教学模式多元化策略

MgO基外延BiFeO_(3)薄膜的结构和铁电光伏性能

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表面技术 2023年第6期52卷 377-383页

作者：霍幸民张宪贵刘立芳侯志青赵彬王云明魏东蕊董磊曾浩宇宋建民河北农业大学理学院河北保定071001

目的深入研究BiFeO_(3)(BFO)薄膜的结晶结构、生长取向及测试温度对其介电和铁电光伏性能的影响。方法采用偏轴磁控溅射法,分别以单晶(001)MgO基片和外延La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3)(LSCO)薄膜作为衬底与底电极,构架Pt/BFO/LSCO/MgO异质结... 详细信息

目的深入研究BiFeO_(3)(BFO)薄膜的结晶结构、生长取向及测试温度对其介电和铁电光伏性能的影响。方法采用偏轴磁控溅射法,分别以单晶(001)MgO基片和外延La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3)(LSCO)薄膜作为衬底与底电极,构架Pt/BFO/LSCO/MgO异质结构的铁电电容器。采用XRD衍射仪表征LSCO和BFO薄膜的结构与生长取向,探究Pt/BFO/LSCO/MgO异质结构电容器的介电和铁电光伏性能,重点研究测试温度对其性能的综合影响。结果X射线衍射(XRD)和Phi扫描结果表明,MgO基BFO与LSCO薄膜均为结晶良好的钙钛矿结构,且满足(001)取向的外延生长。不同电压和频率下的介电测试表明,BFO铁电薄膜具有较强的铁电性,正负矫顽电压分别为3.36、-1.12V,但存在明显的介电色散现象,呈现先减小、后增大的趋势。在~100kHz时,介电损耗最小,为0.016;在8MHz时,增加到了0.212。这主要由于不同频率下各种类型电荷的弛豫竞争机制所致。光伏性能测试表明,在室温(20℃)、光强250mW/cm^(2)紫光垂直照射下,开路电压(VOC)和短路电流(JSC)分别为0.32V和0.21mA/cm^(2)。进一步提高测试温度(分别为40、60、80、100℃)发现,BFO铁电薄膜VOC呈先缓慢、后快速减小,而JSC呈先快速上升、后下降的趋势,并在临界温度80℃处展现了更快的光伏响应速度,VOC和JSC分别为0.30V和0.96mA/cm^(2)。能带分析表明,底电极LSCO与上电极Pt间大的功函数差(~1eV)使得BFO薄膜中存在较强的内建电场,这有利于分离光生载流子,从而极大提高了BFO薄膜的铁电光伏效应。结论BFO是一种具有重要潜在应用价值的优良环保光伏候选材料,提供了一种提高BFO铁电光伏器件性能的切实可行策略。

关键词：外延薄膜 BiFeO_(3) 磁控溅射铁电光伏

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类比法在电磁学教学中的应用研究

河北农业大学学报（农林教育版） 2015年第3期17卷 109-111,119页

作者：张宪贵康艳霜王云明那木拉河北农业大学基础课部河北沧州061100 河北农业大学理学院河北保定071001

针对电磁学课程特征和所授学生专业背景,结合授课经历,提出将类比法思想引入教学之中。文章重点从概念理解、物理规律掌握和解题方法应用等3个方面对电磁学课程中有关静电场和稳恒磁场教学内容进行了具体类比、分析与探讨。通过比较,认... 详细信息

针对电磁学课程特征和所授学生专业背景,结合授课经历,提出将类比法思想引入教学之中。文章重点从概念理解、物理规律掌握和解题方法应用等3个方面对电磁学课程中有关静电场和稳恒磁场教学内容进行了具体类比、分析与探讨。通过比较,认为在电磁学教学中恰当运用类比法思想,不仅能建立起新旧知识间的有效联系,加深对知识点的理解、掌握和迁移,而且有助于拓展学生的学习思维,激发学习兴趣,从而快速有效地提高课堂教学效率和教学质量。

关键词：类比法电磁学静电场稳恒磁场应用

外延Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_(3)薄膜铁电介电性能的厚度依赖性研究

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中国金属通报 2021年第23期 116-118页

作者：张宪贵杨文华李佳欣郭栩利河北农业大学渤海学院沧州河北061100

基于含时Ginzburg-Landau-Devonshire理论,定性研究了Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_(3)外延薄膜铁电和介电性能的厚度依赖性.结果表明:随厚度增加,面外剩余极化和矫顽场均呈先增加后减小趋势,且在临界厚度(~19.6 nm)处达到最大值(分别为~0.28 C/... 详细信息

基于含时Ginzburg-Landau-Devonshire理论,定性研究了Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_(3)外延薄膜铁电和介电性能的厚度依赖性.结果表明:随厚度增加,面外剩余极化和矫顽场均呈先增加后减小趋势,且在临界厚度(~19.6 nm)处达到最大值(分别为~0.28 C/m^(2)和448.56 kV/cm),而介电常数和调谐率则均呈先增加后减小再增加的趋势,并在临界厚度处最小(分别为~137.7和35.7%).通过厚度优化,发现200nm薄膜可获得~97.2%高调谐率,这归因于铁电相变附近介电常数的突变所致。.

关键词：铁电薄膜厚度调谐率

外延Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3)铁电薄膜的制备及介电储能性能

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华南师范大学学报（自然科学版） 2024年第4期56卷 54-59页

作者：冀思雨樊晓雨曹以琳高珺怡杨帆宋建民张宪贵河北农业大学理学院保定071002 河北农业大学渤海学院沧州061100

利用偏轴磁控溅射技术,在(001)LaAlO_(3)单晶衬底上构架了Pt/Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3)(BST)/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3)(LSCO)铁电电容器,研究了BST薄膜的结构与形貌、介电、漏电和储能性能。结果表明:BST薄膜为外延结构生长,表面光滑致密,其均方根粗糙度为1.228 nm。Pt/BST/LSCO电容器具有优异的介电性能,100 kHz频率下调谐率和最大损耗分别为73.73%和0.078,漏电流密度较低(106 A/cm^(2)量级)。此外,BST薄膜展现了良好的储能特性及温度稳定性,在10 kHz频率和2000 kV/cm外加场强下,其室温总储能密度、有效储能密度和储能效率分别为27.01 J/cm^(3)、16.03 J/cm^(3)和59.4%;在1200 kV/cm外加场强下,温度为105℃时储能效率可高达72.2%,这主要归因于较高温度促进了离子的热运动,从而有效提升了储能效率。

关键词： Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3) 铁电薄膜介电储能

高等农林院校大学物理教学现状分析与改革探讨

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科教文汇 2016年第28期 53-54页

作者：杨帆张宪贵曾浩宇刘书华河北农业大学理学院河北保定071001 河北农业大学基础课部河北黄骅061100

本文分析了目前高等农林院校大学物理教学中存在的问题,并从实用角度出发,对大学物理的教学内容、教学方法、考核方式、实验教学等方面提出了改革思路。

关键词：大学物理实验教学改革农林院校