Geri Dön

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

  1. Tez No: 309302
  2. Yazar: HALE NUR ÇÖLOĞLU
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ, YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM BURÇ MISIRLIOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 77

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

  1. Faz geçişleri: Modeller ve kritik üsteller

    The phase transitions: Models and critical exponents

    GÜLENAY AKGÖBEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. ATİLLA GÜLEÇ

  2. Bileşik manyetik yapılarda faz geçişleri ve rezonans frekansları

    Phase transitions and resonance frequencies in compound magnetic structures

    HARUN AKKUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYüzüncü Yıl Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. BAHŞELİ İ. GULİYEV

  3. Quantum phase transitions and quantum transport in low-dimensional topological systems

    Düşük boyutlu topolojik sistemlerde kuantum faz geçişleri ve kuantum taşınım

    BARIŞ PEKERTEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İNANÇ ADAGİDELİ

  4. Karmaşık sistemlerde faz değişimi

    Başlık çevirisi yok

    METİN HÜNER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1993

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. AYŞE ERZAN

  5. İnorganik spin-Peierls (CuGeO3) sistemlerde ESR tekniği ile faz geçişi incelenmesi

    Investigation of phase transitions for inorganic spin-Peierls (CuGeO3) systems by ESR technique

    ORHAN YALÇIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. BEKİR AKTAŞ