Surface effects on domain switching of a ferroelectric thin film under local mechanical load: A phase-field investigation

铁电性 挠曲电 材料科学 极化(电化学) 凝聚态物理 薄膜 机械负荷 复合材料 光电子学 压电 纳米技术 电介质 化学 物理 物理化学
作者
Changjun Qi,Xingzhe Wang
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:129 (9) 被引量:4
标识
DOI:10.1063/5.0036038
摘要

Flexoelectricity arises from electromechanical coupling of a strain gradient and electrical polarization, which makes mechanical manipulation of ferroelectric domains possible in a ferroelectric. However, surface effects in ferroelectric ultrathin films, even at nanoscale thicknesses, cannot be ignored. In this paper, a phase-field approach that incorporates flexoelectricity and surface effects into the free energy was extended to evaluate domain switching of ferroelectric polarization in a ferroelectric thin film under local mechanical loads. The model predicted that microscopic 180° domains were formed near where the load was applied to the film surface during switching of ferroelectric polarizations. The reversal of micro-domains within the region of ferroelectric polarization was reduced over time, and it even disappeared when a final stable state was reached. The mechanism of 180° domain formation was studied by examining surface displacement and related strain gradients and flexoelectric fields. Switching of ferroelectric domains driven by mechanical loads revealed a size-dependent characteristic that becomes more apparent as the thin film thickness or the length of the load area decreases. Surface effects significantly alter the polarization field, and a narrower local load can suppress mechanical switching of ferroelectric polarization.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
哈哈王子完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
上官若男应助seven采纳,获得10
3秒前
DrKe完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
麦子发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
asdfg123发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
俭朴从寒完成签到,获得积分20
5秒前
维护发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
zink发布了新的文献求助10
7秒前
兔美酱发布了新的文献求助10
7秒前
mianbao完成签到,获得积分10
7秒前
飞翔的企鹅完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
大力的进完成签到,获得积分20
8秒前
9秒前
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
MO发布了新的文献求助10
10秒前
领导范儿应助小二采纳,获得30
10秒前
ChenYX发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
希望天下0贩的0应助asdfg123采纳,获得10
12秒前
公孙朝雨发布了新的文献求助10
13秒前
大力的进发布了新的文献求助10
14秒前
可爱的函函应助丘山采纳,获得10
14秒前
光仔发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 6000
Real World Research, 5th Edition 680
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 660
Superabsorbent Polymers 600
Handbook of Migration, International Relations and Security in Asia 555
Between high and low : a chronology of the early Hellenistic period 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5675651
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4947898
关于积分的说明 15154081
捐赠科研通 4834935
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2589734
邀请新用户注册赠送积分活动 1543506
关于科研通互助平台的介绍 1501252