تاثیرات تنش و کرنش بر رفتار فروالکتریک سرب‌تیتانات pbtio3

سرب تیتانات به عنوان یک پروسکایت یونی در پایین تر از دمای 766کلوین که موسوم به دمای گذار است در فاز فروالکتریک و در بالای این دما در فاز پاراالکتریک است. بررسی تاثیر پارامترهای مکانیکی بر خواص فروالکتریک این ماده اهمیت بسزایی در کاربرد صنعتی آن در قطعات الکترونیکی ذخیره اطلاعات دارد. در این مطالعه با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی اثر تنش کرنش بر قطبش پذیری سرب تیتانات در فاز فروالکتریکِ بررسی شده است. برای مدل سازی پتانسیل بین اتمی، برهم کنش بین یون ها در فاز پاراالکتریک پتانسیل های باکینگهام کوتاه برد و کولنی بلندبرد و در فاز فروالکتریک علاوه بر پتانسیل های فوق، پتانسیل فنر نیز با استفاده از مدل پوسته ای در نظر گرفته شده است. در این مقاله اثرات ناشی از اعمال تنش کرنش مکانیکی در فاز فروالکتریک و در دو حالت تنش کرنش تک محوری کششی و تراکمی مورد بررسی قرار گرفت. در حالت تنش کرنش کششی اعمال تنش خارجی منجر به افزایش قطبش pbtio3 شد در حالی که با اعمال تنش تراکمی قطبش pbtio3 کاهش می یابد، تاجایی که با اعمال تنش کرنش بحرانی قطبش pbtio3 به صفر می رسد.

Study of the Strain - Stress Effect on Ferroelectric Behaviors of PbTiO3

Leed titanate as an ionic Perovskite is ferroelectric at the lower of the below 766 K, which is called the transition temperature (Curie temperature), and at the above of this temperature is in the paraelectric phase. Studying the influence of mechanical parameters on the ferroelectric properties of PbTiO3 is important in the industrial application (such as RAM) of PbTiO3. In this study, using the molecular dynamics simulation method, the stressstrain effects on the polarization of lead titanate in the ferroelectric phase have been investigated. For modeling the atomic potential and interactions between ions in the ferroelectric phase, the shortrange Buckingham potential and longrange coulombic potential, and, in addition, the fourthorder potential of oscillatory springs using a shell model (a model for calculating the polarization of a system) has been used. In this study, the effects of mechanical stressstrain action in the ferroelectric phase were investigated in two tensile and compression uniaxial stressstrain. In tensile stressstrain mode, the application of external stress leads to an increase in the polarization of the system, while applying compression stressstrain results in the decrease of the polarization of the system, so that by applying stressstrain, the polarization of the system reaches zero.