利用堆叠Bloch波模型反演多重散射揭示极化涡旋结构
材料科学
2023-04-11 v2
摘要
纳米束电子衍射可探测复杂晶体材料的局域结构性质，包括相、取向、倾斜、应变和极化。理想情况下，来自几个晶胞投影区域的每个衍射图样都会产生清晰的布拉格衍射图样，其中倒格矢可由衍射斑点的间距测得，且斑点强度等于结构因子振幅的平方。然而，许多样品对其衍射图样的这种简单解释而言过厚，因为电子束的多重散射可在斑点强度与底层结构之间产生高度非线性关系。在此，我们发展了一种堆叠Bloch波方法，用以模拟沿电子束方向结构变化的厚样品的衍射强度。我们的方法将电子散射的庞大参数空间缩减为每探测位置仅几个结构变量，使其足以快速应用于非常大的视场。我们将该方法应用于SrTiO/PbTiO/SrTiO多层样品，并成功将样品倾斜与PbTiO层的平均极化解耦。我们阐明了PbTiO层中复杂涡旋拓扑的结构，展示了我们的方法从厚样品中提取材料性质的潜力。
引用
@article{arxiv.2211.05842,
title = {Uncovering polar vortex structures by inversion of multiple scattering with a stacked Bloch wave model},
author = {Steven E Zeltmann and Shang-Lin Hsu and Hamish G Brown and Sandhya Susarla and Ramamoorthy Ramesh and Andrew M Minor and Colin Ophus},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.05842},
year = {2023}
}