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Fatigue-free dielectric and piezoelectric response in single-crystal BaTiO3 tuned by dislocation imprint

Zhuo, Fangping ; Rödel, Jürgen (2023)
Fatigue-free dielectric and piezoelectric response in single-crystal BaTiO3 tuned by dislocation imprint.
In: Applied Physics Letters, 122
doi: 10.1063/5.0143331
Artikel, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Dislocations have recently been imprinted into barium titanate single crystals to provide local domain wall pinning sites. Here, we assess the cycling stability under unipolar loading for the interaction between dislocations with [001] line vector and engineered ferroelectric domain walls. We find that a high large-signal piezoelectric strain coefficient (~2100 pm/V) and dielectric permittivity (20 800) can be obtained without degradation if the topological interaction between domain wall and dislocation line is well chosen to utilize transient and permanent pinning sites. Our findings demonstrate the potential of dislocation engineering for the manipulation of the mobility of domain walls in bulk ferroelectrics.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2023
Autor(en): Zhuo, Fangping ; Rödel, Jürgen
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Fatigue-free dielectric and piezoelectric response in single-crystal BaTiO3 tuned by dislocation imprint
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 13 März 2023
Verlag: AIP Publishing
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Applied Physics Letters
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 122
DOI: 10.1063/5.0143331
Kurzbeschreibung (Abstract):

Dislocations have recently been imprinted into barium titanate single crystals to provide local domain wall pinning sites. Here, we assess the cycling stability under unipolar loading for the interaction between dislocations with [001] line vector and engineered ferroelectric domain walls. We find that a high large-signal piezoelectric strain coefficient (~2100 pm/V) and dielectric permittivity (20 800) can be obtained without degradation if the topological interaction between domain wall and dislocation line is well chosen to utilize transient and permanent pinning sites. Our findings demonstrate the potential of dislocation engineering for the manipulation of the mobility of domain walls in bulk ferroelectrics.

Zusätzliche Informationen:

Artikel-ID: 112901

Fachbereich(e)/-gebiet(e): 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Nichtmetallisch-Anorganische Werkstoffe
Hinterlegungsdatum: 14 Mär 2023 06:13
Letzte Änderung: 14 Mär 2023 09:08
PPN: 505871130
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