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Creation and erasure of polar bubble domains in PbTiO_(3)films by mechanical stress and light illuminations

Journal of Materiomics 2023年第4期9卷 626-633页

作者： Xingchen Zhang Hongying Chen Guo Tian Wenda Yang Zhen Fan Zhipeng Hou Deyang Chen Min Zeng Minghui Qin Jinwei Gao Xingsen Gao Jun-Ming Liu Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials and Institute for Advanced Materials South China Academy of Advanced OptoelectronicsSouth China Normal UniversityGuangzhou510006China Laboratory of Solid-State Microstructures and Innovation Center of Advanced Microstructures Nanjing UniversityNanjing210093China National Laboratory of Solid State Microstructures Department of Materials Science and EngineeringJiangsu Key Laboratory of Artificial Functional MaterialsNanjing UniversityNanjing210093China

The controllable manipulation of polar topological structures(*** bubble)in ferroelectric materials have been considered as a cornerstone for future programmable ***,we present the effective creation and erasure of polar bubble states PbTiO_(3)(PTO)multilayers trigged by mechanical stress and light illumination,*** was found that applying atomic force microscope(AFM)tip force can induced formation of nanoscale bubble domains from the initial monodomain ***,the created bubble domain can be eliminated by exposure to ultraviolet or infrared light *** above results can be understood by modulation of depolarization screening charges and bias fields,as reflected by scanning Kelvin potential microscopic(SKPM)observations,whereby the flexoelectric effect from the tip force tends to remove the screening charges on top surface and modulate the bias field that favors the formation of bubble state while light illumination tends to recover the screen charges and favor the monodomain *** results provide a good example for multi-field manipulation of polar topologies,which might create a new avenue towards the immerging new concept electronic devices.

关键词： Ferroelectric films polar topologies Piezoresponse force microscopy

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