具有三畴结构的铁电氧化物薄膜功能特性的建模
材料科学
2019-02-08 v2
摘要
我们以解析与数值方法研究夹钳于衬底上的（001）取向铁电薄膜的特性。重点在于实验观测到的四方相多畴铁电相，采用三畴结构。先前由畴壁导出的极具限制性的边界条件被放宽，从而创造出更多能量弛豫模式。我们认为该方法对夹钳铁电薄膜给出了更真实的描述。结果表明，对于铁电氧化物 PbZr_(1-x)Ti_xO_3}，在对应于体相图四方侧的 x_Ti>0.5 范围内，四方相多畴相广泛存在。在体相菱方侧的 x_Ti<0.5 处存在多畴菱方相。相-温度图，以及铁电、介电和压电特性与晶格参数，均作为衬底诱导应变与外场的函数被计算。该解析表述将这些特性分解为三种不同成因：畴壁运动、场致弹性效应与压电效应。研究发现，在平面取向畴的畴壁运动与极化旋转对外场下特性贡献最大，而面外取向畴几乎无贡献。
引用
@article{arxiv.1901.10883,
title = {Modelling functional properties of ferroelectric oxide thin films with a three-domain structure},
author = {E. P. Houwman and K. Vergeer and G. Koster and G. Rijnders},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.10883},
year = {2019}
}
备注
34 pages, 9 figures, Supplementary Material 9 pages. Extended version of "Functional properties of polydomain ferroelectric oxide thin films", E.P.Houwman et al. in Correlated Functional Oxides - Nanocomposites and Heterostructures , eds. Nishikawa, Iwata, Endo,Takamura, Lee and Mele, Springer 2017. p.29-53