为电容和热电电流测量制备小圆盘形样本

2022-10-12 12:27:58, 徕卡显微系统徕卡显微系统(上海)贸易有限公司

电容和热电电流测量特别适用于测定材料的介电性能，例如相对介电常数（ε_r）和剩余极化强度（P）。

为确保测量值可靠，需根据下述关系准确估算样本的面积（A）和厚度（t）：

Eq. 1

Eq. 2

其中C是待测量样本电容，ε₀是真空介电常数，α是热电电流测量的冷却速率，I_p（T）是给定温度T下测量的热电电流。为确保测量值可靠，层状样本要有清晰的外形和高平行度。手动抛光的方法很难实现上述效果，机械抛光的效果更好。

在本技术报告中，我们介绍了如何使用徕卡EM TXP表面研磨系统制备使用陶瓷相LaMn₇O₁₂烧结试样制成的小电容器^[1]，该电容器在奈尔温度T_N = 78 K下表现出反铁磁性转变引起的异常铁电性质。样品中的残余极化是通过热释电电流测量来确定的，如公式1中所述。本测量使用最高900 V的电压将电容器极化至T_N上；随后将样本冷却至液氦温度下。然后断开极化电压，并在给定加热速率a下加热样本时测量热电电流。

在下述图1a中，我们展示了通过机械抛光烧结试样圆柱体两面获得的电容器。我们获得了一个均匀厚度t = 0.25 mm的小圆盘，然后为其涂覆了一层薄薄的金涂层。在图b^[2]中，我们展示了根据公式1集成热电电流曲线I_p（T）获得的剩余极化曲线P（T）。

图1a：A = 12.3 mm₂和厚度t = 0.25 mm的镀金属电容器图片。

图1b：图例中说明了在不同极化场测量热电电流获得的极化曲线。

知识产权归 A. Gauzzi和Y. Klein所有，IMPMC, UPMC-Sorbonne Universités, CNRS, IRD, MNHN, Paris, France, F. Milton, A. Gualdi, D. Garcia, A.J.A. de Oliveira, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, Brasil, E. Gilioli, IMEM-CNR, Parma, Italy.

作者特此感谢Sébastien Charron和Imène Estève（IMPMC）在样本制备过程中提供的协助。

References：

1. Prodi A et al.: Phys. Rev. B 79: 085105 (2009).

2. Gauzzi A, Klein Y, Milton FP, Gualdi A, Dreifus D, Garcia D, de Oliveira AJA, and Gilioli E: unpublished (2014).

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