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Mesoscopic theory of defect ordering–disordering transitions in thin oxide films

Morozovska, Anna N. ; Eliseev, Eugene A. ; Karpinsky, Dmitry V. ; Silibin, Maxim V. ; Vasudevan, Rama ; Kalinin, Sergei V. ; Genenko, Yuri A. (2020)
Mesoscopic theory of defect ordering–disordering transitions in thin oxide films.
In: Scientific Reports, 10
doi: 10.1038/s41598-020-79482-w
Artikel, Bibliographie

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Ordering of mobile defects in functional materials can give rise to fundamentally new phases possessing ferroic and multiferroic functionalities. Here we develop the Landau theory for strain induced ordering of defects (e.g. oxygen vacancies) in thin oxide films, considering both the ordering and wavelength of possible instabilities. Using derived analytical expressions for the energies of various defect-ordered states, we calculated and analyzed phase diagrams dependence on the film-substrate mismatch strain, concentration of defects, and Vegard coefficients. Obtained results open possibilities to create and control superstructures of ordered defects in thin oxide films by selecting the appropriate substrate and defect concentration.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2020
Autor(en): Morozovska, Anna N. ; Eliseev, Eugene A. ; Karpinsky, Dmitry V. ; Silibin, Maxim V. ; Vasudevan, Rama ; Kalinin, Sergei V. ; Genenko, Yuri A.
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Mesoscopic theory of defect ordering–disordering transitions in thin oxide films
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 24 Dezember 2020
Verlag: Springer Nature
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Scientific Reports
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 10
DOI: 10.1038/s41598-020-79482-w
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Kurzbeschreibung (Abstract):

Ordering of mobile defects in functional materials can give rise to fundamentally new phases possessing ferroic and multiferroic functionalities. Here we develop the Landau theory for strain induced ordering of defects (e.g. oxygen vacancies) in thin oxide films, considering both the ordering and wavelength of possible instabilities. Using derived analytical expressions for the energies of various defect-ordered states, we calculated and analyzed phase diagrams dependence on the film-substrate mismatch strain, concentration of defects, and Vegard coefficients. Obtained results open possibilities to create and control superstructures of ordered defects in thin oxide films by selecting the appropriate substrate and defect concentration.

Freie Schlagworte: GE1171/8-1
Zusätzliche Informationen:

Art.No.: 22377

Fachbereich(e)/-gebiet(e): 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Materialmodellierung
TU-Projekte: DFG|GE1171/8-1|Kooperative Kinetik
Hinterlegungsdatum: 11 Jan 2021 06:45
Letzte Änderung: 03 Jul 2024 02:49
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