Mehrstufiger stochastischer Mechanismus der Polarisationsumkehr in orthorhombischen Ferroelektrika

11.11.2021 von

Ein stochastisches Modell zur Beschreibung der elektromechanischen Reaktion von Ferroelektrika/Ferroelastika mit orthorhombischer Struktur wurde entwickelt. Ein Vergleich mit Originalexperimenten an KNN-Keramiken warf Licht auf komplizierte Schaltszenarien im Material und offenbarte insbesondere eine bedeutende Rolle von kohärenten Nicht-180°-Schaltprozessen (siehe Abbildung unten), die keine spontane Dehnungsänderung verursachen.

Die Theorie berücksichtigt alle möglichen parallelen und sequentiellen Schaltvorgänge. Die Anwendung des Modells auf die gleichzeitigen Messungen der Polarisations- und Spannungskinetik in einer bleifreien orthorhombischen (K, Na)NbO3-basierten ferroelektrischen Keramik über eine breite Zeitskala von sieben Größenordnungen ermöglichte die Identifizierung bevorzugter Polarisationsschaltpfade, Anteile einzelner Schaltprozesse und deren Aktivierungsfelder.