含自极化相和电偶体态的铅钡钛/铅钡钛薄膜相图
软凝聚态物质
2015-06-25 v1
摘要
在本工作中，我们在现象学理论框架下计算了三分量极化，考虑了层内应变效应以及错位位错、表面 piezoelectric 效应（由表面破对称性引起）、表面张力和去极化场的影响。通过我们此前提出的变分方法求解这些Euler-Lagrange方程。该方法使自由能以极化分量不同幂次的代数方程形式出现，其系数取决于薄膜厚度、应变、温度及其他参数。自由能表达式中出现了若干与层内应变比例的新项：由体系表面附近的piezoelectric性引起的正规于表面的内置电场（即使对于体系的立方对称性也如此），以及正规于表面的极化分量的奇次幂。获得的自由能使得我们能够通过常规的极小化程序计算薄膜的全部性质。以PZT 50/50薄膜于不同衬底（导致压缩或拉伸应变）为例，我们计算了热电系数和介电常数的温度依赖性，结果显示在铅钡钛/铅钡钛相变临界厚度以下，存在类电偶体态，即存在热电效应。我们的理论预测，层内应变诱导的场可与热力学 coercive 场兼容，从而在薄膜铝钡钛中引起自极化。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0504537,
title = {Ferroelectric thin films phase diagrams with self-polarized phase and electret state},
author = {M. D. Glinchuk and A. N. Morozovska and E. A. Eliseev},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0504537},
year = {2015}
}
备注
23 pages, 7 figures, 1 table