A comprehensive review of aging and fatigue phenomena in bulk polycrystalline ferroelectrics is presented. Three material classes are covered, namely the most widely used Pb[Zr1−xTix]O3 (PZT) ceramics and lead-free materials, including those based on bismuth sodium titanate Bi1/2Na1/2TiO3 (BNT) and alkali niobate [KxNa1−x]NbO3 (KNN). Aging is studied in poled and unpoled states both experimentally and theoretically. The variety of different loading regimes for fatigue includes DC electric field, unipolar, sesquipolar and bipolar cycling and all these differently combined with mechanical loading at different frequencies and temperatures. The role of device geometries and electrode materials is addressed and models describing charge migration and defect dipole re-orientation are discussed in the context of recent experimental studies.
| Typ des Eintrags: |
Artikel
|
| Erschienen: |
2015 |
| Autor(en): |
Genenko, Yuri A. ; Glaum, Julia ; Hoffmann, Michael J. ; Albe, Karsten |
| Art des Eintrags: |
Bibliographie |
| Titel: |
Mechanisms of aging and fatigue in ferroelectrics |
| Sprache: |
Englisch |
| Publikationsjahr: |
Februar 2015 |
| Verlag: |
Elsevier Science Publishing |
| Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: |
Materials Science and Engineering: B |
| Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: |
192 |
| DOI: |
10.1016/j.mseb.2014.10.003 |
| Kurzbeschreibung (Abstract): |
A comprehensive review of aging and fatigue phenomena in bulk polycrystalline ferroelectrics is presented. Three material classes are covered, namely the most widely used Pb[Zr1−xTix]O3 (PZT) ceramics and lead-free materials, including those based on bismuth sodium titanate Bi1/2Na1/2TiO3 (BNT) and alkali niobate [KxNa1−x]NbO3 (KNN). Aging is studied in poled and unpoled states both experimentally and theoretically. The variety of different loading regimes for fatigue includes DC electric field, unipolar, sesquipolar and bipolar cycling and all these differently combined with mechanical loading at different frequencies and temperatures. The role of device geometries and electrode materials is addressed and models describing charge migration and defect dipole re-orientation are discussed in the context of recent experimental studies. |
| Zusätzliche Informationen: |
SFB 595 Cooperation C1, C5, D1, T2 |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): |
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Materialmodellierung
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > C - Modellierung > Teilprojekt C1: Quantenmechanische Computersimulationen zur Elektronen- und Defektstruktur oxidischer Materialien
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > C - Modellierung > Teilprojekt C5: Phänomenologische Modellierung von Injektion, Transport und Rekombination in Bauelementen aus organischen Halbleitern sowie aus nichtorganischen Ferroelektrika
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > D - Bauteileigenschaften > Teilprojekt D1: Mesoskopische und makroskopische Ermüdung in dotierten ferroelektrischen Keramiken
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > T - Transferprojekte > Teilprojekt T2: Einfluss der PbO Stöchiometrie auf Mikrostruktur und Eigenschaften von PZT Keramiken und Multilayeraktuatoren
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > C - Modellierung
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > D - Bauteileigenschaften
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > T - Transferprojekte
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
Zentrale Einrichtungen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) |
| Hinterlegungsdatum: |
27 Nov 2014 09:07 |
| Letzte Änderung: |
23 Apr 2015 11:31 |
| PPN: |
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| Sponsoren: |
The financial support from the German Science Foundation (DFG) of the collaborative research center SFB 595 “Electrical fatigue in functional materials” for three funding periods (2003–2014) is gratefully acknowledged |
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