Звіт про науково-дослідну роботу: „Флексоефект і дефекти структури в нано- та макроскопічних оксидних матеріалах для нового покоління пристроїв електронної техніки"

Abstract

ОБ’ЄКТОМ ДОСЛІДЖЕННЯ були нанорозмірні сегнетоелектричні мультифероїки зі структурою перовскіту. МЕТА РОБОТИ – дослідження впливу флексоелектричного ефекту, дефектів структури на фізичні властивості та фазову діаграму оксидних матеріалів зі структурою перовскіту; зокрема, впливу флексоефекту та вакансій кисню на температуру сегнетоелектричного фазового переходу, радіус кореляції, величину п’єзокоефіцієнту. Використовуючи теорію Ландау-Гінзбурга-Девоншира, ми розглянули вплив флексоелектрохімічної зв;язку на розмірні ефекти у полярних властивостях та фазових переходах тонких сегнетоелектричних плівок із шаром пружних дефектів. Отримані результати виявили несподівано сильний вплив спільної дії напруг Вегарда та флексоелектричного ефекту на температуру сегнетоелектричного переходу, розподіл спонтанної поляризації та пружних полів, структуру та період доменної стінки у тонких плівках PbTiO3, що містять шар еластичних дефектів. Нетривіальним результатом є збереження сегнетоелектрики при товщині плівки нижче 4 нм, температурі нижче 350 К та відносно великій довжині екранування. Показано, що поперечні зсувні поверхневі акустичні хвилі можуть поширюватися поблизу плоских поверхонь усіх кристалічних діелектриків завдяки флексоелектричному зв’язку. Оскільки така хвиля виникає завдяки флексоелектричному зв’язку, ми назвали її флексоелектричною поверхневою акустичною хвилею. Передбачено, що у тонких неп’єзоелектричних плівках, таких як титанат стронцію, фононні спектри, які відповідають таким хвилям та об’ємним фононним модам, можна розділити. Досліджено умови появи м'якої акустичної фононної моди у сегнетоелектрику залежно від величини флексоелектричного коефіцієнта та температури. Температурна залежність діелектричної сприйнятливості узгоджується з експериментальними даними в фероїках із просторово-модульованою фазою. Це дає можливість прогнозувати існування породжених флексозв’язком м’яких акустичних мод у сегнетоелектриках із просторово-модульованою фазою II-го типу. Виявлені особливості можуть мати важливі наслідки для мініатюризації пристроїв на основі сегнетоелектриків. КЛЮЧОВІ СЛОВА: флексозв’язок, флексоелектричний коефіцієнт, тонка плівка, сегнетоелектрик, акустична хвиля, фононна мода.