通过原位二次谐波显微术探测钛酸钡单晶中的铁电相变
材料科学
2024-10-21 v1
摘要
铁电材料因其与铁电畴的图案和行为密切相关的独特性质，在广泛的技术领域中发挥着关键作用。其中，钛酸钡（BaTiO₃；BTO）在电子学等领域有着广泛应用，同时也是一个用于基础研究的铁电模型系统，例如研究铁电畴、畴壁及其宏观性质之间的相互作用，这得益于BTO的多个且实验上可及的相变。在此，我们利用二次谐波显微术（SHGM），通过三维畴壁映射，原位研究了单晶BTO中的立方到四方相变（约126°C）和四方到正交相变（约5°C）。我们证明，SHGM成像能够直接可视化铁电畴的切换以及三维畴动力学，揭示了畴结构与相变之间的相互作用。这些结果使我们能够局部提取不同的相变温度，揭示迟滞行为，并根据记录的SHGM数据确定所涉及的相变类型（一级/二级）。SHGM在揭示这些关键现象方面的能力可以轻松应用于其他铁电体，为先进铁电器件的原位工程提供新的可能性。
引用
@article{arxiv.2406.05420,
title = {Probing Ferroelectric Phase Transitions in Barium Titanate Single Crystals via $\it{in-situ}$ Second Harmonic Generation Microscopy},
author = {Benjamin Kirbus and Samuel D. Seddon and Iuliia Kiseleva and Elke Beyreuther and Michael Rüsing and Lukas M. Eng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.05420},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 3 figures, with appended supplementary material (2 pages, 2 figures)