Vegard 应变能否主导纳米颗粒中的外禀尺寸效应？

本文提出了一种考虑 Vegard 应变的理论模型，并对准球形纳米颗粒的理论结果与实验结果进行了详细的定量比较；实验结果显示，与块体晶体相比，球形纳米颗粒的相变温度显著升高（约 100 K）。纳米颗粒的平均半径约为 25 nm，由 K(Ta,Nb)O3 固溶体组成，其中 KTaO3 是量子顺电体，而 KNbO3 是铁电体。通过理论与实验的比较，我们明确确立了 Vegard 应变对铁电纳米颗粒外禀尺寸效应的主导贡献。我们确定了 Vegard 应变对 Nb 含量的依赖关系，并利用该依赖关系重构了居里温度对 Nb 含量的依赖关系。结果表明，对于小的（< 20 nm）拉长状 K(Ta,Nb)O3 纳米颗粒，居里温度对 Nb 含量的依赖关系变为非单调的。我们确定，本征和外禀缺陷在表面的积累可能在铁电纳米颗粒外禀尺寸效应的物理起源中起关键作用，并主导其主要特征。