Publication

Prediction of a low-temperature ferroelectric instability in antiphase domain boundaries of strontium titanate

Alexander Tagantsev
2001
Journal Articles

Résumé

The structure of the antiphase domain boundaries of strontium titanate SrTiO3 that exist at temperatures below the antiferrodistortive transition, is analyzed. It is found that some boundaries are similar to Neel domain walls, as an additional component of the order parameter develops within them. We show quantitatively that at low temperatures, typically below similar to 40 K, such boundaries become unstable with respect to the development of a ferroelectric polarization. This ferroelectric transition might provide the much needed explanation for several anomalies that are experimentally observed in SrTiO3 in this temperature region.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/17159a42-caa0-409c-9a1d-9157e0fd90ec

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Titanate de strontium

Le titanate de strontium est un composé chimique de formule . Il s'agit d'un composé paraélectrique à température ambiante et cristallisant dans une structure pérovskite cubique. À basse température, il tend vers une transition de phase ferroélectrique avec une permittivité très élevée, de l'ordre de , mais demeure paraélectrique jusqu'à la température la plus basse mesurable en raison de fluctuations quantiques qui en font un matériau paraélectrique quantique.

Ferroélectricité

On appelle ferroélectricité la propriété selon laquelle un matériau possède une polarisation électrique à l'état spontané, polarisation qui peut être renversée par l'application d'un champ électrique extérieur. La signature d'un matériau ferroélectrique est le cycle d'hystérésis de la polarisation en fonction du champ électrique appliqué. Le préfixe ferro- fut emprunté au ferromagnétisme par analogie.

Température de Curie

La température de Curie (ou point de Curie) d'un matériau ferromagnétique ou ferrimagnétique est la température T à laquelle le matériau perd son aimantation permanente. Le matériau devient alors paramagnétique. Ce phénomène a été découvert par le physicien français Pierre Curie en 1895. L’aimantation permanente est causée par l’alignement des moments magnétiques. La susceptibilité magnétique au-dessus de la température de Curie peut alors être calculée à partir de la loi de Curie-Weiss, qui dérive de la loi de Curie.

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