Prostoročasové rozdělení relativních výchylek Ti-O₆ v kubickém BaTiO₃

BaTiO₃ je často považován za modelový feroelektrický materiál, jehož dielektrické vlastnosti jsou určeny především posuny iontů Ti vůči kyslíkovým oktaedrům, obklopujícím tyto ionty. I po desetiletích dedikovaného výzkumu však na tomto poli zůstává mnoho nejasností – např. se dosud nepodařilo přesně a přesvědčivě popsat kolektivní dynamiku iontů Ti. Naším záměrem bylo studovat tento problém pomocí „nanoskopických“ metod RTG rozptylu a atomistických simulací [1].. Kombinací těchto metod se nám podařilo ukázat, že dynamika iontů titanu může být vyčerpávajícím způsobem popsána pomocí fononů, excitovaných na škálách pikosekund.

Obr. 1: Jedna komponenta relativní výchylky Ti-O₆ v rámci jedné vrstvy materiálu, zmapovaná pomocí různých časových průměrování (a-c). Výsledek jednoznačně ukazuje, že korelace v rámci řetězců existují na škále pikosekund. Výchylky zprůměrované přes celou dobu simulace a všechny elementární buňky mají kvádrové rozdělení s mělkými minimy podél diagonálních směrů.

Reference:
[1] M. Paściak, T. R. Welberry, J. Kulda, S. Leoni, and J. Hlinka, Dynamic Displacement Disorder of Cubic BaTiO₃, Phys. Rev. Lett. 120, 167601 (2018).