Phase transitions into multidomain states in ferroelectric thin films with depletion charges and partial electrode screening
Kısmî elektrot perdelemeli ve uzay yükü içeren ferroelektrik ince filmlerin çoklu-domen durumuna doğru faz geçişleri
- Tez No: 309302
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ, YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM BURÇ MISIRLIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Elektrostatik, Faz dönüşümleri, Faz geçişleri, Ferroelektrik, Uzay yükü, Electrostatic, Phase transformations, Phase transitions, Ferroelectrics, Space charge
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma (001) SrTiO3 altlıklar üzerinde büyütülmüş ve psödomorf metalelektrotlar arasına yerlestirilmiş (001) BaTiO3 ince filmlerin farklı kalınlıkları içinhomojen dağılımlı iyonlaşmış safsızlıkların varlığında ferroelektrik işlevsellik sınırınıgöstermektedir. Kalınlığın, tükemin yükü yoğunluğunun ve ölü tabakaların ferroelektrikfilmlerde domen oluşumunda ve faz geçiş sıcaklıklarındaki rolü Landau-Ginzburg-Devonshire fenomenolojik yaklaşımının elektrostatik denklemler ve sınır koşullarıylaberaber kullanılmasıyla incelendi. Ölü tabakanın ferroelektrik-elektrot arayüzündesınırlı perdeleme sebebiyle domen oluşumunu tetiklediği bilinmektedir. Polarizasyonyüklerinin tamamen denkleştirildiği ideal elektrotların varlığında, tükenim yüklerinin detestere dişlisi domenleri oluşturduğu gösterildi. Ölü tabakanın varlığında, orta yükyoğunlukları domen duvarlarının yüzey normaline göre az miktarda açılanmasıylasonuçlanırken yüksek yük yoğunlukları testere dişlisi domenleri kararlılaştırdı. Fazgeçiş sıcaklıklarının özellikle görece kalın filmlerde yük yoğunluklarıyla düştüğügözlemlendi. Daha ince filmlerdeyse bu düşüşün ihmal edilebilecek kadar az olduğu vedaha ince filmlerin ölü tabakalı yüksüz filmlerle aynı faz geçiş sıcaklıklarına sahipoldukları görüldü. Faz geçiş sıcaklığı ve domen periyodunun analitik yaklasımlaçözümü ile karşılaştırması bu çalışmada elde edilen nümerik sonuçları destekledi.Elektrik alan-polarizasyon simülasyonları yüksek yük yoğunluklarının histerezisin yokolmasına yol açtığını gösterdi ancak bu, ferroelektrik fazının yok olduğu anlamınagelmemektedir.
Özet (Çeviri)
This study addresses the limit of ferroelectric functionality for (001) BaTiO3 thinfilms grown on (001) SrTiO3 substrates sandwiched between pseudomorphic metallicelectrodes having perfect and partial screening in the presence of homogeneouslydistributed ionized impurities for various film thicknesses. The role of thickness,depletion charge density and dead layers on domain formation and phase transitiontemperatures of ferroelectric films are investigated using the Landau-Ginzburg-Devonshire (LGD) phenomenological approach along with equations of electrostaticsand electrostatic boundary conditions. It is well known that dead layers due to finitescreening at the ferroelectric-electrode interfaces trigger electrical domain formation. Itis demonstrated that depletion charges in the presence of ideal electrodes wherepolarization charges are fully compensated can also induce a saw-tooth type domainstructure. In the presence of dead layers, moderate charge densities result only in aslight tilting of domain walls with respect to the film surface normal while high chargedensities stabilize saw-tooth domains. Phase transition temperatures are found todecrease due to depletion charges especially in relatively thick films while thisreduction is negligible in thinner films and their phase transition temperatures are nearlythe same as charge-free films with dead layers. Comparison with an analytical approachfor the phase transition temperature and domain period also supports the resultsextracted from the numerical approach reported in this thesis. Applied electric fieldpolarizationsimulations show that high depletion charges lead to disappearance of thehystereses but this does not necessarily mean disappearance of ferroelectric behavior.
Benzer Tezler
- Hemodynamic characterization of heart and venous valves based on multi-phase blood flow and FSI modelling
Çok fazlı kan akışı ve FSI modellemesine dayalı kalp ve venöz kapakçıkların hemodinamik karakterizasyonu
REZA DARYANI
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÇELEBİ
- Anahtarlamalı güç kaynaklarında oluşan harmoniklerin elektromanyetik uyumluluk üzerine etkileri ve filtre tasarım yaklaşımları
Effects of noise caused by harmonics generated in switched mode power supply on EMI/EMC and filtering studies
YUNUS FURKAN DİLMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞUAYB ÇAĞRI YENER
- Dağıtık üretim güç sistemlerinde geliştirilmiş oylama modeli tabanlı arıza tespiti ve sınıflandırması
Improved voting model based fault detection and classification in distributed generation power systems
FEVZEDDİN ÜLKER
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET KÜÇÜKER
- A model based flight control system design approach for micro aerial vehicles using integrated flight testing and hil simulations
Küçük boyutlu insansız hava araçları üzerinde sistem tanılama, uçuş kontrol sistem tasarımı ve donanım ile benzetim uygulamaları
BURAK YÜKSEK
Doktora
İngilizce
2019
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Kütle tasarımı çalışmaları için yapay zeka tabanlı artırılmış gerçeklik
Ai-based augmented reality for mass design studies
SÜHEYLA MÜGE HALICI
Doktora
Türkçe
2026
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEMAN FİGEN GÜL