Polarización conmutable en una perovskita con deficiencia de sitio A a través de la ingeniería de vacío y catión

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física del estado sólido
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• Los defectos de cristal son a menudo perjudiciales, pero pueden ser diseñados para la funcionalidad.
• Las perovskitas con vacantes ordenadas pueden exhibir inestabilidades estructurales complejas.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar la ferroelectricidad a temperatura ambiente en una perovskita Y1 / 3 TaO3 con deficiencia de sitio A.
• Investigar el papel de las vacantes ordenadas y las rotaciones octaédricas en la inducción de la polarización ferroeléctrica.
• Explorar estrategias para mejorar la polarización en materiales ordenados por defectos.

Principales métodos:

• Selección de la composición para favorecer las inestabilidades estructurales específicas.
• Análisis superespacial de las estructuras cristalinas moduladas.
• Cálculos de dinámica de la red para predecir las propiedades del material.

Principales resultados:

• Y1 / 3 TaO3 exhibe una polarización similar a la de conmutación a temperatura ambiente en la fase P b 2 1 m.
• Las vacantes ordenadas y las rotaciones octaédricas de TaO6 permiten una respuesta ferroeléctrica.
• Una transición de fase a una fase paraeléctrica incommensurable ocurre a ~ 750 K.
• Se prevé que la tensión epitaxial mejore aún más la polarización a temperatura ambiente.

Conclusiones:

• El ordenamiento de defectos en las perovskitas puede eludir los estados centrosimétricos e inducir la ferroelectricidad.
• El sistema Y1/3TaO3 demuestra una estrategia viable para lograr una mayor polarización.
• Este enfoque de ingeniería de defectos es generalizable a otros ferroeléctricos y multiferroicos inadecuados.