АНОМАЛЬНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ ТОНКИХ ПЛЕНОК ТИТАНАТА БАРИЯ
В.Б. Широков1,2, В.В. Калинчук1,2, Р.А. Шаховой2,3, Ю.И. Юзюк2
1Южный научный центр РАН, 344006 Ростов-на-Дону, Россия
shirokov-vb@rambler.ru
2Южный федеральный университет, 344090 Ростов-на-Дону, Россия
kalin@ssc-ras.ru
3Национальный центр научных исследований, F-45071 Орлеан, Франция
r.a.shakhovoy@gmail.com
Ключевые слова: сегнетоэлектрики, тонкие пленки, вынужденная деформация, материальные константы, пьезоэлектрические модули, упругие модули, ferroelectrics, thin films, forced strain, material constants, piezoelectric moduli, elastic moduli
Страницы: 195-203
Аннотация
Предложен один из способов определения модулей тонких сегнетоэлектрических пленок, находящихся в условиях вынужденной деформации, обусловленной несоответствием размеров кристаллических решеток материалов пленки и подложки, а также различием коэффициентов их теплового расширения. С использованием термодинамического потенциала Ландау восьмой степени исследованы модели монокристаллических пленок титаната бария. Показано, что в рассматриваемом диапазоне значений вынужденной деформации пленки титаната бария существует три основных состояния: тетрагональная фаза ($c$-фаза) симметрии 4mm со спонтанной поляризацией, направленной по нормали к плоскости пленки; ромбическая фаза ($aa$-фаза) симметрии 2mm с поляризацией, ориентированной вдоль диагонали в плоскости пленки; моноклинная фаза ($r$-фаза) симметрии $C_\rm m$ с промежуточным направлением поляризации. Все фазы разделены линиями переходов второго рода. Построены зависимости упругих, электрических и пьезоэлектрических модулей от величины вынужденной деформации. Показано, что на границах фаз имеет место аномальное изменение констант сегнетоэлектрической пленки, в области существования $r$-фазы некоторые модули достигают экстремального значения.
DOI: 10.15372/PMTF20150621 |
