Vliv doménové struktury na dynamiku krystalové mřížky a permitivitu BiFeO₃

Ferroelektrické materiály jsou známé svou velkou dielektrickou permitivitou. Ukazuje se, že mikrostruktura materiálu, obzvláště feroelektrická doménová rozhraní, může mít velký vliv na dielektrickou odezvu materiálu. V této studii jsme se zaměřili na různé konfigurace doménových rozhraní v multiferoelektrickém materiálu BiFeO₃. Využitím atomistického modelu jsme ukázali, že přítomnost některých doménových rozhraní vede ke vzniku polárních excitací v terahertzové oblasti spektra, jenž významně přispívají do permitivity. Tento zásadní výsledek a jeho porozumění mohou být najít uplatnění v designu nových materiálů.

Vliv doménové struktury na fononové spektrum BiFeO₃: disperzní fononové křivky monodoménového (levý panel) a multidoménového (pravý panel) materiálu. Přítomností 71° doménových stěn vzniká v Γ bodě fonononový mód (označený A), který způsobuje 25krát větší permitivitu multidoménového materiálu oproti monodoménovému.

¹Institute of Physics, Czech Academy of Sciences, Na Slovance 2, 182 21 Prague 8, Czech Republic