1.一种中心型极化拓扑畴的构建方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:脉冲激光沉积法制备BiFeO3薄膜样品,
S2:以AAO为模板,氩离子束穿过AAO模板孔洞对薄膜进行刻蚀,获得高密度锥形“火山状”的纳米点阵列,并进行物相表征;
S3:采用PFM表征对纳米点阵列获得自发的极化拓扑畴,通过PFM针尖电场写入将极化方向翻转,并对结果进行矢量PFM表征;
S4:重组极化矢量获得三种不同类型的中心型极化拓扑畴。
2.根据权利要求1所述的一种中心型极化拓扑畴的构建方法,其特征在于:所述步骤S1中脉冲激光沉积法以SrTiO3[100]为衬底,SrRuO3为底电极,BiFeO3为铁电层,SrRuO3厚度为
10~15nm,BiFeO3厚度为80~100nm。
3.根据权利要求2所述的一种中心型极化拓扑畴的构建方法,其特征在于:所述步骤S1中脉冲激光沉积法的沉积条件为:激光脉冲能量为140~145mJ,沉积速率为2Hz,衬底温度为605~610℃,沉积SrRuO3、BiFeO3层的氧压均为1.0~1.2Pa。
4.根据权利要求1所述的一种中心型极化拓扑畴的构建方法,其特征在于:所述步骤S2中AAO模板的直径~60nm、高度~300nm,刻蚀时间为24~25min。
5.根据权利要求1所述的一种中心型极化拓扑畴的构建方法,其特征在于:所述步骤S2中获得的单个纳米点的厚度~20nm,直径~60nm。
6.根据权利要求1所述的一种中心型极化拓扑畴的构建方法,其特征在于:所述步骤S3中PFM针尖上有导电涂层Pt/Ti,PFM表征使用的是矢量PFM技术,先采集样品某区域垂直方向的PFM图像,垂直PFM表征的PFM针尖驱动频率为360~400KHz;然后对样品进行水平PFM表征,水平PFM表征的PFM针尖驱动频率为0.8~1.0MHz。
7.根据权利要求1所述的一种中心型极化拓扑畴的构建方法,其特征在于:所述步骤S3中通过PFM针尖电场写入将极化方向翻转的具体方法为:先使用直流PFM针尖电场扫描写入矩形图案实现极化翻转,然后再使用矢量PFM技术对写入的结果进行表征。
8.根据权利要求7所述的一种中心型极化拓扑畴的构建方法,其特征在于:所述极化方向的翻转是与PFM针尖的矢量电场一致,即面外和面内都发生了翻转。
9.根据权利要求1所述的一种中心型极化拓扑畴的构建方法,其特征在于:所述步骤S4中重组极化矢量的具体方法为:联合水平和垂直方向的PFM图像获得三维极化矢量,得到三种不同类型的中心型极化拓扑畴。
10.根据权利要求1所述的一种中心型极化拓扑畴的构建方法,其特征在于:所述步骤S4中三种不同类型的中心型极化拓扑畴包括单中心型拓扑畴、双中心型拓扑畴、三中心型拓扑畴。