PbTiO$_3$中压力诱导的相变——对极化旋转理论的质疑

J. Frantti; Y. Fujioka; R. M. Nieminen

PbTiO$_3$中压力诱导的相变——对极化旋转理论的质疑

材料科学 2007-05-23 v1 其他凝聚态物理

作者: J. Frantti , Y. Fujioka , R. M. Nieminen

摘要

我们的第一性原理计算表明，PbTiO $_3$ 在静水压力下的基态在9 GPa时从 $P4mm$ 不连续地转变为 $R3c$ 。自发极化随压力增加而减小，因此 $R3c$ 相在约30 GPa时转变为中心对称的 $R\bar{3}c$ 相。四方相和菱方相之间的一级相变是特殊的，因为没有桥接相的证据。 $R3c$ 和 $R\bar{3}c$ 相的基本特征是它们允许氧八面体以Pb离子周围的立方八面体体积 $V_A$ 为代价增加其体积 $V_B$ 。这一观点进一步得到以下事实的支持：保持 $V_A/V_B$ 比值恒定的 $R3m$ 或 $Cm$ 相在0至40 GPa的压力范围内都不是基态。因此，四方应变在9 GPa以下占主导地位，而在更高压力下，通过氧八面体倾斜实现的有效压缩对PbTiO $_3$ 起着核心作用。先前预测的PbTiO $_3$ 中压力诱导的巨大压电增强对应于不稳定的 $Cm$ 和 $R3m$ 相。这表明，与极化旋转相反，相不稳定性是Pb(Zr,Ti)O $_3$ 等系统在准同型相界附近观察到的大压电性能的原因。

关键词

PbTiO3 相变第一性原理极化旋转压电性准同型相界

引用

@article{arxiv.cond-mat/0702388,
  title  = {Pressure induced phase transitions in PbTiO$_3$ - a query for the polarization rotation theory},
  author = {J. Frantti and Y. Fujioka and R. M. Nieminen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0702388},
  year   = {2007}
}

PbTiO$_3$中压力诱导的相变——对极化旋转理论的质疑

摘要

关键词

引用

相关论文