Doménová struktura s polárními doménovými stěnami v nepolární mřížce CaTiO3 z článku: “Domain-wall engineering and topological defects in ferroelectric and ferroelastic materials”, jenž se dostala na hlavní obálku listopadového vydání časopisu Nature Reviews Physics.
Strukturní doménové stěny jsou atomárně tenké 2D topologické defekty vznikající ve feroelektrických a feroelastických materiálech ze stejných důvodů jako běžné uzly na lanech a šňůrách. Aktuální perspektiva těchto doménových stěn byla shrnuta v přehledovém článku [1], jenž vznikl v široké spolupráci zahrnující současné a minulé členy oddělení dielektrik.
Obr. 1: Schéma 180° Blochovské stěny, v níž elektrická polarizace (znázorněná šipkami) rotuje v rovině stěny mezi dvěma feroelektrickými doménami s opačným směrem spontánní polarizace (modré a zelené šipky).
Článek se zabývá exotickými profily elektrické polarizace, jež mohou vznikat v doménových stěnách (obr. 1) a různými mechanismy, které vedou k polaritě doménových stěn v nepolárních feroelastických matriálech jako například polární doménové stěny v nepolárním CaTiO3 (obr. 2). Ukazuje se, že možnost vzniku energeticky stejně výhodných různých variant doménových stěn dovoluje existenci zajímavých kvazi-1D topologických defektů uvnitř takových stěn. Článek se také podrobně věnuje základním mechanismům vedoucím k vodivým doménovým stěnám v nevodivých feroelektrikách. V závěru článku se autoři zabývají možnostmi propojení doménových stěn s nejrůznějšími 2D rozhraními za účelem získání mimořádných vlastností, jež nemají materiály s konvenčními topologickými defekty.
Obr. 2: Obálka listopadového vydání časopisu Nature Reviews Physics ilustrovaná obrázkem doménové struktury s polárními doménovými stěnami v nepolárním CaTiO3. Barevné schéma reprezentuje nehomogenní smykovou deformaci.
Reference
[1] G. F. Nataf, M. Guennou, J. M. Gregg, D. Meier, J. Hlinka, E. K. H. Salje, and J. Kreisel, Domain-wall engineering and topological defects in ferroelectric and ferroelastic materials, Nat. Rev. Phys. 2, 634 (2020).