Pikosekundová iontová dynamika vysvětluje dielektrické vlastnosti BaTiO3

Text

BaTiO3 je často považován za modelový feroelektrický materiál, jehož dielektrické vlastnosti jsou určeny především posuny iontů Ti vůči kyslíkovým oktaedrům, obklopujícím tyto ionty. I po desetiletích dedikovaného výzkumu však na tomto poli zůstává mnoho nejasností – např. se dosud nepodařilo přesně a přesvědčivě popsat kolektivní dynamiku iontů Ti. Naším záměrem bylo studovat tento problém pomocí „nanoskopických“ metod RTG rozptylu a atomistických simulací. Kombinací těchto metod se nám podařilo ukázat, že dynamika iontů titanu může být vyčerpávajícím způsobem popsána pomocí fononů, excitovaných na škálách pikosekund.

Korelace výchylek Ti-O6 v BaTiO3
Popis

Jedna složka relativní výchylky Ti-O6 je zmapována v jedné vrstvě materiálu pomocí různých časových průměrů (a-c), jasně se ukazuje, že řetězové korelace existují v časovém měřítku pikosekund. Výchylky zprůměrované přes celkový čas simulace a všechny buňky krystalu mají kubické rozdělení s mělkými minimy podél diagonálních směrů.

Spolupracující instituce:

  • Research School of Chemistry, Australian National University, Australia
  • Institut Laue-Langevin, France

Kontkatní osoba: Marek Paściak