Издателям
Вышедшие номера
Свойства сегнетоэлектрических сверхрешеток BaTiO3/BaZrO3 с конкурирующими неустойчивостями
Лебедев А.И.1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Email: swan@scon155.phys.msu.ru
Поступила в редакцию: 18 декабря 2012 г.
Выставление онлайн: 20 мая 2013 г.

Из первых принципов методом функционала плотности рассчитаны свойства сегнетоэлектрических сверхрешеток (СР) (BaTiO3)1(BaZrO3)n с n =1-7, выращенных в направлении [001]. Обнаружено, что в исследованных СР в слоях титаната бария толщиной в одну элементарную ячейку возникает квазидвумерное сегнетоэлектричество с поляризацией, которая ориентирована в плоскости слоя и слабо взаимодействует с поляризацией в соседних слоях. Энергия сегнетоэлектрического упорядочения и высота барьера, разделяющего различные ориентационные состояния поляризации, в этих СР достаточно велики, чтобы возникновение массива независимых поляризованных плоскостей было возможно при 300 K. Рассмотрено влияние структурной неустойчивости на свойства СР. Показано, что основное состояние получается путем одновременной конденсации полярного фонона Gamma15 и фонона в точке M (для СР с четным периодом) или фонона в точке A (для СР с нечетным периодом). Оно представляет собой полярную структуру с противофазными поворотами октаэдров в соседних слоях, в которой сильно поляризованные слои пространственно отделены от слоев с сильными поворотами. Конкуренция сегнетоэлектрической и структурной неустойчивостей в двуосно-сжатых СР проявляется в том, что включение поворотов октаэдров вызывает резкое изменение направления поляризации и может быть причиной появления несобственного сегнетоэлектрического фазового перехода. Показано, что наблюдаемая в эксперименте z-компонента поляризации в СР может появиться только в результате релаксации механических напряжений.
  1. K.M. Rabe. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 9, 122 (2005)
  2. P. Ghosez, J. Junquera. In: Handbook of theoretical and computational nanotechnology. V. 9 / Eds M. Rieth, W. Schommers. American Scientific Publ. (2006). P. 623
  3. А.И. Лебедев. ФТТ 52, 1351 (2010)
  4. А.И. Лебедев. ФТТ 53, 2340 (2011)
  5. A.I. Lebedev. Phys. Status Solidi B 249, 789 (2012)
  6. O. Dieguez, K.M. Rabe, D. Vanderbilt. Phys. Rev. B 72, 144 101 (2005)
  7. A.R. Akbarzadeh, I. Kornev, C. Malibert, L. Bellaiche, J.M. Kiat. Phys. Rev. B 72, 205 104 (2005)
  8. J.W. Bennett, I. Grinberg, A.M. Rappe. Phys. Rev. B 73, 180 102(R) (2006)
  9. A. Bilic, J.D. Gale. Phys. Rev. B 79, 174 107 (2009)
  10. T. Tsurumi, T. Ichikawa, T. Harigai, H. Kakemoto, S. Wada. J. Appl. Phys. 91, 2284 (2002)
  11. T. Harigai, S.-M. Nam, H. Kakemoto, S. Wada, K. Saito, T. Tsurumi. Thin Solid Films 509, 13 (2006)
  12. T. Harigai, T. Tsurumi. Ferroelectric 346, 56 (2007)
  13. P.R. Choudhury, S.B. Krupanidhi. Appl. Phys. Lett. 92, 102 903 (2008)
  14. P.R. Choudhury, S.B. Krupanidhi. J. Appl. Phys. 104, 114 105 (2008)
  15. M.E. Marssi, Y. Gagou, J. Belhadi, F.D. Guerville, Y.I. Yuzyuk, I.P. Raevski. J. Appl. Phys. 108, 084 104 (2010)
  16. X. Gonze, B. Amadon, P.-M. Anglade, J.-M. Beuken, F. Bottin, P. Boulanger, F. Bruneval, D. Caliste, R. Caracas, M. C\^ote, T. Deutsch, L. Genovese, P. Ghosez, M. Giantomassi, S. Goedecker, D.R. Hamann, P. Hermet, F. Jollet, G. Jomard, S. Leroux, M. Mancini, S. Mazevet, M.J.T. Oliveira, G. Onida, Y. Pouillon, T. Rangel, G.-M. Rignanese, D. Sangalli, R. Shaltaf, M. Torrent, M.J. Verstraete, G. Zerah, J.W. Zwanziger. Computer Phys. Commun. 180, 2582 (2009)
  17. Opium--pseudopotential generation project. URL http://opium.sourceforge.net/
  18. А.И. Лебедев. ФТТ 51, 341 (2009)
  19. R. Yu, H. Krakauer. Phys. Rev. Lett. 74, 4067 (1995)
  20. E. Bousquet, J. Junquera, P. Ghosez. Phys. Rev. B 82, 045 426 (2010)
  21. W. Zhong, D. Vanderbilt. Phys. Rev. Lett. 74, 2587 (1995)
  22. D. Vanderbilt, W. Zhong. Ferroelectrics 206--207, 181 (1998)
  23. F. De Guerville, M. El Marssi, I.P. Raevski, M.G. Karkut, Y.I. Yuzyuk. Phys. Rev. B 74, 064 107 (2006)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.