弯曲自由站立BaTiO3超薄膜中的畴演化:相场模拟
材料科学
2020-04-15 v1
摘要
钙钛矿铁电氧化物通常被认为是脆性材料,然而近期工作[Dong et al., Science 366, 475 (2019)]展示了自由站立BaTiO3薄膜中的超弹性。该性质可能源于弯曲过程中的铁电畴演化,而这在实验中难以观测。因此,理解弯曲变形、薄膜厚度与畴动力学之间的关系对其在柔性铁电器件中的潜在应用至关重要。在此,我们借助相场模拟报道了存在高达40{\deg}的大弯曲变形时自由站立BaTiO3超薄膜中铁电极化的动力学。铁电畴演化揭示了从通量闭合畴到具有“类涡旋”结构的a/c畴的转变,其由面外铁电极化的增强所引起。此外,通过在相同弯曲情形下改变薄膜厚度,我们发现具有“类涡旋”结构的a/c相仅在薄膜厚度达到12 nm或更高时才出现。我们的研究结果可为弯曲铁电钙钛矿氧化物薄膜的微观结构演化提供指导性信息,并可作为铁电薄膜在柔性电子器件中未来应用的指南。
引用
@article{arxiv.2003.13020,
title = {Domain evolution in bended freestanding BaTiO3 ultrathin films: a phase-field simulation},
author = {Changqing Guo and Guohua Dong and Ziyao Zhou and Ming Liu and Houbing Huang and Jiawang Hong and Xueyun Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.13020},
year = {2020}
}