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近年来,铌酸锂晶体因其优良的物理化学特性而迅速发展并被广泛应用,其性能及应用与畴结构关系较大,因此畴结构的加工和制备至关重要。低能离子束刻蚀技术具有低损伤、参数可控、易实现自动化的特点,适合制备纳米畴结构。本课题应用低能离子束刻蚀技术制备自组织纳米结构,主要解决纳米结构和畴结构的制备及铁电性能变化三方面的关键问题。1)研究不同入射角度、离子能量、刻蚀时间和离子类型下纳米结构的变化规律。离子能量500eV,束流为230μA/cm~2时,角度增加,表面形成点锥状和波纹状纳米结构,粗糙度先增大后减小。离子能量700e V,束流为354μA/cm~2时,角度增加,表面形成波纹状纳米结构,纵向高度、粗糙度和结构有序性增加。离子能量500eV,束流为230μA/cm~2时,刻蚀时间增加,点锥状转变为有序波纹结构,结构高度增大。入射角度60°,束流为354μA/cm~2时,刻蚀60min,结构高度低且频谱模糊,有序性差;刻蚀120min,频谱清晰,结构高度增大。入射角度60°,束流为230μA/cm~2时,离子能量增加,平滑表面转变为点锥状结构,特征峰变高,有序性增加。700e V时,点锥状结构高度极大,有序性变差。离子能量增加,粗糙度和有序性先增大后减小。入射角度60°,束流为354μA/cm~2时,离子能量增加,平滑表面转变为波纹状结构,结构高度增加,特征频谱清晰,有序性增强。离子刻蚀过程中结构高度和横向尺寸随离子能量增加而增大。入射角度60°,束流为230μA/cm~2时,Ar~+离子束在低离子能量下晶体形成平滑表面。相同参数下Xe~+离子束诱导形成点锥状和波纹状结构。单因素实验的基础上,研究入射角度、离子能量、束流密度及作用时间的四因素三水平正交实验来反映不同参数下的纳米结构,获得离子束诱导晶体的最佳实验参数:入射角度60°,束流265mA/cm~2,离子能量700e V,作用时间90min。2)研究不同离子参数下畴结构形状及特征。结果表明:晶体表面形成3种典型畴结构:点畴、线畴和枝晶畴。枝晶畴的枝带形状随入射角度的增加而加深。PFM结果表明,晶体是面内极化取向且正负畴相位差为180°。同一参数下垂直和水平畴结构相位差保持恒定。离子能量增加,相位差变大,亮暗相间明显。刻蚀时间增加,相位差变小,畴结构更加致密。3)研究不同参数下晶体结构及铁电性能的变化。XRD结果表明离子束刻蚀只作用于表面。不同离子参数下铁电性能的测试结果表明,刻蚀前后,自发极化强度增大,矫顽场降低,剩余极化强度增大。