INVERSION DE DOMINIOS FERROELECTRICOS EN PELICULAS ULTRADELGADAS DE PBTIO3 INDUCIDA POR UN GRADIENTE DE DEFORMACION LOCAL

BELLETTI, GUSTAVO; DALOSTO, S; TINTE, SILVIA

Rosario

Congreso; V Encuentro Nacional de Solidos (Solidos 2013); 2013

La flexoelectricidad describe el acoplamiento lineal entre la polarizaci´n el´ctrica (P ) y un gradiente de deformaci´n. Su efecto generalmente d´bil en muestras macrosc´picas puede afectar considerablemente las propiedades de nanoestructuras, por ejemplo invirtiendo dominios ferroel´ctricos, tal como han mostrado recientes experimentos de escritura mec´nica generada con la punta de un microscopio de fuerza at´mica en un volumen nanom´trico de pelıculas de BaTiO3.En este trabajo caracterizamos a nivel at´mico la inversi´n mec´nica de la polarizaci´n el´ctrica innducida por un gradiente de deformaci´n de la red, en pelıculas ultradelgados de P bT iO3 con dominios ferroel´ctricos debido a las condiciones el´ctricas de circuito abierto. Para ello, usamos un modelo atom´ıstico desarrollado a partir de c´lculos de primeros principios y realizamos simulaciones de Din´mica Molecular cl´sica a bajas temperaturas donde el P bT iO3 es tetragonal ferroel´ctrico. Primero reexaminamos las propiedades de pel´ıculas libres, yconfirmamos que la inhomogeneidad de la polarizaci´n, deformaci´n de la red (gradiente de deformaci´n) y angulos de rotaci´n antiferrodistorsivos, no s´lo aparece en las celdas superficiales sino tambi´n en la vecindad de las paredes de dominios. Encontramos adem´s un espesor cr´ıtico de 20 celdad unidad que separa las pel´ıculas seg´n su morfolog´ de dominios: las m´s delgadas muestran clausura de flujo alrededor de un centro donde confluyen cuatro paredes de dominios a ∼ 90o , mientras que en las m´s gruesas el centro se estira desarrollando paredes de dominios a 180o tipo Landau-Lifshitz. Despu´s de esta caracterizaci´n, aplicamos un gradiente lineal de deformaci´n compresivo vertical en la mitad superior de la pel´ıcula y en el centro del dominio cuyaP apunta hacia abajo. Aumentando gradualmente el valor del gradiente, analizamos la evoluci´n de la P local hasta observar su inversi´n, lo que no sucede si se aplica el gradiente en el dominio con P opuesta.Esto puede entenderse gracias al conocimiento detallado de las propiedades a nivel at´mico, y muestra que la flexoelectricidad provee un medio para sintonizar las configuraciones de dominios en sistemas ferroel´ctricos.