电场下BaTiO3超薄膜的畴演化：第一性原理研究
材料科学
2015-06-25 v1
摘要
采用第一性原理推导的方法研究(001) BaTiO3 (BTO)超薄膜中条纹纳米畴的形貌和电场诱导演化，并将其与(001) Pb(Zr,Ti)O3 (PZT)超薄膜中的情况进行比较。BaTiO3体系在零电场下表现出180°周期性条纹畴，与PZT超薄膜类似。然而，在BTO体系中条纹沿[1-10]方向交替，而在PZT体系中沿[010]方向交替，并且BTO超薄膜中不出现面内表面偶极子（与PZT材料不同）。此外，当沿[001]方向施加并增加电场时，BaTiO3体系中180°条纹畴的演化涉及四个区域：区域I，其中向下偶极子（即与电场反平行的偶极子）的幅度减小，而畴壁不移动；区域II，其中一些与畴壁相邻的局部向下偶极子改变方向，导致锯齿状畴壁——整体条纹周期性不变；区域III，其中产生纳米气泡，然后沿[110]方向收缩并最终塌缩；区域IV，与单一单畴相关。这种演化不同于PZT超薄膜的演化，后者既不存在区域I也不存在锯齿状畴壁，且气泡沿[100]方向收缩。本文提供了关于这些差异的讨论。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0610674,
title = {Domain evolution of BaTiO3 ultrathin films under electric field: a first-principles study},
author = {Bo-Kuai Lai and Inna Ponomareva and Igor A. Kornev and L. Bellaiche and G. J. Salamo},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0610674},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 4 figures, 27 references, submitted to Phys. Rev. B