Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2009, выпуск 11 » Статья стр. 2190
<<<>>>
Ab initio исследования диэлектрических, пьезоэлектрических и упругих свойств сегнетоэлектрических сверхрешеток BaTiO3/SrTiO3
Лебедев А.И.1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Email: swan@scon155.phys.msu.ru
Поступила в редакцию: 2 марта 2009 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2009 г.
PDF версия
Методом функционала плотности рассчитаны фононный спектр, кристаллическая структура полярной фазы, спонтанная поляризация, тензоры диэлектрической проницаемости, пьезоэлектрических и упругих модулей для свободно подвешенных и закрепленных на подложке сверхрешеток (СР) mBaTiO3/nSrTiO3 с m=n=1-4. Моделирование свойств неупорядоченного твердого раствора Ba0.5Sr0.5TiO3 с помощью двух специальных квазислучайных структур SQS-4 и сравнение их со свойствами сверхрешеток обнаружили склонность системы BaTiO3-SrTiO3 к сверхструктурному упорядочению и показали, что рассматриваемые СР термодинамически вполне стабильны. Основным состоянием свободно подвешенной СР является моноклинная полярная фаза Cm; при сжатии СР в плоскости слоев она переходит в тетрагональную полярную фазу P4mm, а при растяжении - в орторомбическую полярную фазу Amm2. При изменении параметра решетки в плоскости слоев вблизи границ между соседствующими полярными фазами наблюдается смягчение некоторых оптических и акустических мод, а определенные компоненты тензоров статической диэлектрической проницаемости, пьезоэлектрических и упругих модулей испытывают критическую расходимость. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект N 08-02-01436). PACS: 64.60.-i, 68.65.Cd, 77.84.Dy, 81.05.Zx
  1. N.A. Pertsev, A.G. Zembilgotov, A.K. Tagantsev. Phys. Rev. Lett. 80, 1988 (1998)
  2. O. Dieguez, S. Tinte, A. Antons, C. Bungaro, J.B. Neaton, K.M. Rabe, D. Vanderbilt. Phys. Rev. B. 69, 212 101 (2004)
  3. J.H. Haeni, P. Irvin, W. Chang, R. Uecker, P. Reiche, Y.L. Li, S. Choudhury, W. Tian, M.E. Hawley, B. Craigo, A.K. Tagantsev, X.Q. Pan, S.K. Streiffer, L.Q. Chen, S.W. Kirchoefer, J. Levy, D.G. Schlom. Nature 430, 758 (2004)
  4. M. Dawber, K.M. Rabe, J.F. Scott. Rev. Mod. Phys. 77, 1083 (2005)
  5. K. Iijima, T. Terashima, Y. Bando, K. Kamigaki, H. Terauchi. J. Appl. Phys. 72, 2840 (1992)
  6. E. Wiener-Avnear. Appl. Phys. Lett. 65, 1784 (1994)
  7. H. Tabata, H. Tanaka, T. Kawai. Appl. Phys. Lett. 65, 1970 (1994)
  8. H. Tabata, T. Kawai. Appl. Phys. Lett. 70, 321 (1997)
  9. T. Zhao, Z.-H. Chen, F. Chen, W.-S. Shi, H.-B. Lu, G.-Z. Yang. Phys. Rev. B 60, 1697 (1999)
  10. O. Nakagawara, T. Shimuta, T. Makino, S. Arai, H. Tabata, T. Kawai. Appl. Phys. Lett. 77, 3257 (2000)
  11. T. Tsurumi, T. Ichikawa, T. Harigai, H. Kakemoto, S. Wada. J. Appl. Phys. 91, 2284 (2002)
  12. T. Shimuta, O. Nakagawara, T. Makino, S. Arai, H. Tabata, T. Kawai. J. Appl. Phys. 91, 2290 (2002)
  13. J. Kim, Y. Kim, Y.S. Kim, J. Lee, L. Kim, D. Jung. Appl. Phys. Lett. 80, 3581 (2002)
  14. S. Rios, A. Ruediger, A.Q. Jiang, J.F. Scott, H. Lu, Z. Chen. J. Phys.: Cond. Matter 15, L 305 (2003)
  15. A.Q. Jiang, J.F. Scott, H. Lu, Z. Chen. J. Appl. Phys. 93, 1180 (2003)
  16. F.Q. Tong, W.X. Yu, F. Liu, Y. Zuo, X. Ge. Mater. Sci. Eng. B 98, 6 (2003)
  17. T. Harigai, D. Tanaka, H. Kakemoto, S. Wada, T. Tsurumi. J. Appl. Phys. 94, 7923 (2003)
  18. J. Lee, L. Kim, J. Kim, D. Jung, U.V. Waghmare. J. Appl. Phys. 100, 051 613 (2006)
  19. W. Tian, J.C. Jiang, X.Q. Pan, J.H. Haeni, Y.L. Li, L.Q. Chen, D.G. Schlom, J.B. Neaton, K.M. Rabe, Q.X. Jia. Appl. Phys. Lett. 89, 092 905 (2006)
  20. B.R. Kim, T.-U. Kim, W.-J. Lee, J.H. Moon, B.-T. Lee, H.S. Kim, J.H. Kim. Thin Solid Films 515, 6438 (2007)
  21. J.B. Neaton, K.M. Rabe. Appl. Phys. Lett. 82, 1586 (2003)
  22. K. Johnston, X. Huang, J.B. Neaton, K.M. Rabe. Phys. Rev. B 71, 100 103 (2005)
  23. L. Kim, J. Kim, D. Jung, J. Lee, U.V. Waghmare. Appl. Phys. Lett. 87, 052 903 (2005)
  24. L. Kim, J. Kim, U.V. Waghmare, D. Jung, J. Lee. Phys. Rev. B 72, 214 121 (2005)
  25. S. Lisenkov, L. Bellaiche. Phys. Rev. B 76, 020 102 (2007)
  26. J.H. Lee, U.V. Waghmare, J. Yu. J. Appl. Phys. 103, 124 106 (2008)
  27. Z.Y. Zhu, H.Y. Zhang, M. Tan, X.H. Zhang, J.C. Han. J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 215 408 (2008)
  28. S. Lisenkov, I. Ponomareva, L. Bellaiche. Phys. Rev. B 79, 024 101 (2009)
  29. C. Bungaro, K.M. Rabe. Phys. Rev. B 69, 184 101 (2004)
  30. G. Saghi-Szabo, R.E. Cohen, H. Krakauer. Phys. Rev. B 59, 12771 (1999)
  31. X. Gonze, J.-M. Beuken, R. Caracas, F. Detraux, M. Fuchs, G.-M. Rignanese, L. Sindic, M. Verstraete, G. Zerah, F. Jollet, M. Torrent, A. Roy, M. Mikami, Ph. Ghosez, J.-Y. Raty, D.C. Allan. Comput. Mater. Sci. 25, 478 (2002)
  32. J.P. Perdew, A. Zunger. Phys. Rev. B 23, 5048 (1981)
  33. A.M. Rappe, K.M. Rabe, E. Kaxiras, J.D. Joannopoulos. Phys. Rev. B 41, 1227 (1990)
  34. N.J. Ramer, A.M. Rappe. Phys. Rev. B 59, 12 471 (1999)
  35. А.И. Лебедев. ФТТ 51, 341 (2009)
  36. G.-M. Rignanese, X. Gonze, A. Pasquarello. Phys. Rev. B 63, 104 305 (2001)
  37. R.D. King-Smith, D. Vanderbilt. Phys. Rev. B 47, 1651 (1993)
  38. A. Zunger, S.-H. Wei, L.G. Ferreira, J.E. Bernard. Phys. Rev. Lett. 65, 353 (1990)
  39. B.P. Burton, E. Cockayne. Ferroelectrics 270, 173 (2002)
  40. S.A. Prosandeev, E. Cockayne, B.P. Burton, S. Kamba, J. Petzelt, Yu. Yuzyuk, R.S. Katiyar, S.B. Vakhrushev. Phys. Rev. B 70, 134 110 (2004)
  41. A. van de Walle, G. Ceder. J. Phase Equilibria 23, 348 (2002)
  42. D. Fuks, S. Dorfman, S. Piskunov, E.A. Kotomin. Phys. Rev. B 71, 014 111 (2005)
  43. H. Fu, R.E. Cohen. Nature 403, 281 (2000)
  44. R. Guo, L.E. Cross, S.-E. Park, B. Noheda, D.E. Cox, G. Shirane. Phys. Rev. Lett. 84, 5423 (2000)
  45. Z. Wu, H. Krakauer. Phys. Rev. B 68, 014 112 (2003)
  46. Р. Блинц, Б. Жекш. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. Мир, М. (1975)
  47. A. Antons, J.B. Neaton, K.M. Rabe, D. Vanderbilt. Phys. Rev. B 71, 024 102 (2005)
  48. S.-E. Park, T.R. Shrout. J. Appl. Phys. 82, 1804 (1997)
  49. Z. Wu, R.E. Cohen. Phys. Rev. Lett. 95, 037 601 (2005)

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme