从高分辨率倒易空间图识别相干孪晶关系
材料科学
2021-10-28 v1 仪器与探测器
摘要
孪晶是一种常见的晶体学现象，通常在晶体发生对称性降低的相变过程中产生。一旦形成，孪晶畴在决定物理性能方面起着重要作用：例如，孪晶畴是铁电体中巨压电效应、铁弹体中超弹性以及马氏体合金中形状记忆效应的基础。遗憾的是，目前仍缺乏用于孪晶畴图案成像与表征的实验方法。在此，我们提出一个理论框架与一种算法，用于识别铁弹孪晶畴对，并利用围绕分裂布拉格峰的 X 射线衍射强度高分辨率倒易空间映射来判定相干孪晶关系。具体而言，我们采用孪晶铁弹晶体几何理论（Fousek & Janovec, 1969）来分析 X 射线衍射图案。我们推导了必要方程，并概述了一种计算可能通过无失配界面相连的相干孪晶畴所衍射的布拉格峰之间分离量的算法。我们证明这种分离总是垂直于力学匹配畴之间的平面界面。作为示例，我们展示了在 BaTiO3 与 PbZr1-xTixO3 晶体的高分辨率倒易空间图中，由四方畴与菱方畴衍射的峰之间分离的分析。所演示的方法可用于分析多畴图案对电场、温度变化或压力等外部扰动的响应。
引用
@article{arxiv.2110.14311,
title = {Identification of coherent twin relationship from high-resolution reciprocal space maps},
author = {Semen Gorfman and David Spirito and Guanjie Zhang and Carsten Detlefs and Nan Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.14311},
year = {2021}
}
备注
26 pages, 10 figures, Appendix, Supporting materials