利用扫描探针微波光谱探测铁电体中的声子软化
材料科学
2021-11-24 v2
摘要
微波测量最近已被成功应用于在纳米尺度上测量铁电材料，包括检测极化翻转和铁电畴壁。在此，我们探讨在微波频率下工作的扫描探针显微镜（SPM）能否识别与铁性体中软声子动力学相关的变化。我们推导并分析了电势、复阻抗和介电损耗的解析表达式，因为这些物理量与铁性体的实验可测属性相关联。作为铁性体，我们考虑在居里点发生软化的光学声子模式的虚拟或本征铁电体。我们还考虑了与铁性体电导相关的衰减机制，其表现为材料中的介电损耗。我们的关键发现是，在居里温度附近（10-30 K），软声子色散对表面电势分布、复阻抗和介电损耗的影响明显很强。此外，我们量化了复阻抗和介电损耗的空间分布与频谱在居里点附近对软声子动力学的响应。这些结果为利用纳米尺度微波测量表征极性相变奠定了基础，为深入理解铁电特性及其在电信和计算中的应用，为成熟的机电测量提供了一种互补方法。
引用
@article{arxiv.2108.11142,
title = {Probing phonon softening in ferroelectrics by the scanning probe microwave spectroscopy},
author = {Mykola Yelisieiev and Petro Maksymovych and Anna N. Morozovska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.11142},
year = {2021}
}
备注
26 pages, including 4 figures and the supplementary materials