Incipient ferroelectricity: A route towards bulk-terminated SrTiO3

材料科学 铁电性 算法 计算机科学 光电子学 电介质
作者
Igor Sokolović,Michael Schmid,Ulrike Diebold,Martin Setvín
出处
期刊:Physical Review Materials [American Physical Society]
卷期号:3 (3) 被引量:26
标识
DOI:10.1103/physrevmaterials.3.034407
摘要

Perovskite oxides attract increasing attention due to their broad potential in many applications. Understanding their surfaces is challenging, though, because the ternary composition of the bulk allows for multiple stable surface terminations. We demonstrate a simple procedure for preparing the bulk-terminated (001) surface of SrTiO3, a prototypical cubic perovskite. Controlled application of strain on a SrTiO3 single crystal results in a flat cleavage with micrometer-size domains of SrO and TiO2. Distribution of these two terminations is dictated by ferroelectric domains induced by strain during the cleavage process. Atomically-resolved scanning tunneling microscopy/atomic force microscopy (STM/AFM) measurements reveal the presence of point defects in a well-defined concentration of (14+-2)%; Sr vacancies form at the SrO termination and complementary Sr adatoms appear at the TiO2 termination. These intrinsic defects are induced by the interplay between ferroelectricity, surface polarity, and surface charge.
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