[发明专利]一种铁电纳米点阵列中导电性调控的表征方法

权利要求书

1.一种铁电纳米点阵列中导电性调控的表征方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：使用离子束刻蚀方法刻蚀BFO薄膜，获得高密度BFO铁电纳米点阵列；

S2：采用压电力显微镜PFM表征方法对高密度BFO铁电纳米点阵列表征，获得初始状态下纳米点的畴结构；

S3：采用导电原子力显微镜CAFM表征方法对高密度BFO铁电纳米点阵列表征，获得初始状态下纳米点的导电特性；

S4：联合压电力显微镜PFM表征方法与导电原子力显微镜CAFM表征方法对高密度BFO铁电纳米点阵列进行表征，获得纳米点阵列的极化翻转前后的导电性特征，将极化对导电性的调控可视化。

2.根据权利要求1所述的一种铁电纳米点阵列中导电性调控的表征方法，特征在于：S1中，离子束刻蚀方法使用阳极氧化铝模板辅助，先将阳极氧化铝模板覆盖于预先制备好的BFO薄膜上，然后使Ar⁺离子束穿过阳极氧化铝模板孔洞刻蚀BFO薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种铁电纳米点阵列中导电性调控的表征方法，特征在于：所述的刻蚀的条件为在真空度为7.0～9.0×10^-4Pa，室温条件下，保持离子束刻蚀系统的阴极电流为14.7～15.0A，阳极电压为50V，屏极电压为250V，加速电压为250V，中和电流为13.0A，偏置电压为1.2V，刻蚀进行3～4分钟。

4.根据权利要求1所述的一种铁电纳米点阵列中导电性调控的表征方法，其特征在于：所述的S2中，所述的压电力显微镜PFM表征方法是使用矢量PFM技术，首先同时测量纳米点的面外和面内的极化分布，然后重组极化获得纳米点阵列中拓扑畴的三维畴结构，为利用极化调控拓扑畴的导电性做准备。

5.根据权利要求1所述的一种铁电纳米点阵列中导电性调控的表征方法，其特征在于：所述的S3中，所述的导电原子力显微镜CAFM表征方法是首先寻找纳米点阵列与未完全刻蚀的分界区域，同时测量形貌和导电特性，以表明IBE方法获得的高密度BFO铁电纳米点阵列与铁电薄膜相比具有导电性增强的特性；通过导电原子力显微镜CAFM表征方法施加不同针尖偏压在样品同一区域多次扫描，以验证纳米点中出现的导电增强特性是真实的。

6.根据权利要求1所述的一种铁电纳米点阵列中导电性调控的表征方法，其特征在于：所述的S4中，所述的联合是先使用压电力显微镜PFM表征方法获得样品的初始状态畴结构，导电原子力显微镜CAFM表征方法获得初始状态电流图像；然后，利用针尖直流电压扫描写入矩形图案，实现在铁电纳米点阵列中面外极化翻转，并通过压电力显微镜PFM表征方法确认；然后，在CAFM针尖上施加直流电压测量电流图像；CAFM施加的电压均低于样品的矫顽电压，以保证不会改变极化方向，实现极化调控导电性的可视化。