First-principles study of ferroelectric oxide epitaxial thin films and superlattices: Role of the mechanical and electrical boundary conditions

Journal of Computational and Theoretical Nanoscience

Volumn 5, Issue 11, 2008, Pages 2071-2088

  Junquera, Javier ^a   Ghosez, Philippe ^b  

^a UNIVERSITY OF CANTABRIA   (Spain)

^b UNIVERSITY OF LIÈGE   (Belgium)

Author keywords

Depolarizing field; Electrical boundary conditions; Ferroelectricity; Mechanical boundary conditions; Nanoparticles; Nanowires; Perovskite oxides; Size effects; Strain; Superlattices; Thin films

Indexed keywords

BOUNDARY CONDITIONS; BOUNDARY VALUE PROBLEMS; DEPOLARIZATION; ELECTRIC WIRE; EPITAXIAL FILMS; FERROELECTRICITY; FILM PREPARATION; MECHANICAL PROPERTIES; MULTILAYERS; NANOPARTICLES; NANOWIRES; OXIDE FILMS; OXIDE MINERALS; PEROVSKITE; SOLID STATE PHYSICS; SOLIDS; THIN FILMS;

DEPOLARIZING FIELD; ELECTRICAL BOUNDARY CONDITIONS; MECHANICAL BOUNDARY CONDITIONS; PEROVSKITE OXIDES; SIZE EFFECTS;

FERROELECTRIC FILMS;

EID: 57849162088     PISSN: 15461955     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jctn.2008.1101     Document Type: Review

References (195)

1. C. H. Ahn, K. M. Rabe, and J.-M. Triscone, Science 303, 488 ( 2004).
2. Ph. Ghosez and J. Junquera, First-principles modeling of ferroelectric oxide nanostructures, Handbook of Theoretical and Computational Nanotechnology, edited by M. Rieth and W. Schommers, American Scientific Publishers, Stevenson Ranch, CA (2006), Vol. 9, pp. 623-728.
3. K. M. Rabe and Ph. Ghosez, First-principles studies of ferroelectric oxides, Physics of Ferroetectrics, A Modern Perspective, edited by K. M. Rabe, C. H. Ahn, and J.-M. Triscone, Topics of Applied Physics, Springer, Berlin (2007), Vol. 105, pp. 117-174.
4. C. Lichtensteiger, M. Dawber, and J.-M. Triscone, Ferroelectric size effects, Physics of Ferroelectrics, A Modern Perspective, edited by K. M. Rabe, C. H. Ahn, and J.-M. Triscone, Topics of Applied Physics, Springer, Berlin (2007), Vol. 105, pp. 305-338.
5. M. Dawber, K. M. Rabe, and J. F. Scott, Rev. Mod. Phys. 77, 1083 (2005).
6. K. M. Rabe, Curr. Opin. Solid State Mat. Sci. 9, 122 (2005).
7. I. Ponomareva, I. Naumov, I. Kornev, H. Fu, and L. Bellaiche, Curr. Opin. Solid State Mat. Sci. 9, 114 (2005).
8. W. Duan and Z. R. Liu, Curr. Opin. Solid State Mat. Sci. 10, 40 (2006).
9. J. F. Scott, J. Phys.: Condens. Matter 18, R361 (2006).
10. N. Setter, D. Damjanovic, L. Eng, G. Fox, S. Gevorgian, S. Hong, A. Kingon, H. Kohlstedt, N. Y. Park, G. B. Stephenson, I. Stolitchnov, A. K. Taganstev, D. V. Taylor, T. Yamada, and S. K. Streiffer, J. Appl. Phys. 100, 051606 (2006).
11. M. E. Lines and A. M. Glass, Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials, Clarendon Press, Oxford (1977).
12. A. F. Devonshire, Phil. Mag. 40, 1040 (1949).
13. A. F. Devonshire, Phil. Mag. 42, 1065 (1951).
14. W. Cochran, Adv. Phys. 9, 387 (1960).
15. W. Zhong, R. D. King-Smith, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. Lett. 72, 3618 (1994).
16. M. Veithen and P. Ghosez, Phys. Rev. B 65, 214302 (2002).
17. Ph. Ghosez, X. Gonze, and J.-P. Michenaud, Europhys. Lett. 33, 713 (1996).
18. Ph. Ghosez, X. Gonze, and J.-P. Michenaud, Phys. Rev. B 58, 6224 (1998).
19. R. E. Cohen, Nature 358, 36 (1992).
20. R. D. King-Stnith and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 49, 5828 ( 1994).
21. G. A. Samara, T. Sakudo, and K. Yoshimitsu, Phys. Rev. Lett. 35, 1767 (1975).
22. I. A. Kornev, L. Bellaiche, P. Bouvier, P.-E. Janolin, B. Dkhil, and J. Kreisel, Phys. Rev. Lett. 95, 196804 (2005).
23. E. Bousquet and Ph. Ghosez, Phys. Rev. B 74, 180101(R) (2006).
24. A. Ruini, R. Resta, and S. Baroni, Phys. Rev. B 57, 5742 (1998).
25. L. Fu, E. Yaschenko, L. Resca, and R. Resta, Phys. Rev. B 60, 2697 (1999).
26. O. Diéguez, S. Tinte, A. Antons, C. Bungaro, J. B. Neaton, K. M. Rabe, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 69, 212101 (2004).
27. A. V. Bune, V. M. Fridkin, S. Ducharme, L. M. Blinov, S. P. Palto, A. V. Sorokin, S. G. Yudin, and A. Zlatkin, Nature 391, 874 (1998).
28. Th. Tybell, C. H. Ahn, and J.-M. Triscone, Appl. Phys. Lett. 75, 856 (1999).
29. S. Li, J. A. Eastman, J. M. Vetrone, C. M. Foster, R. E. Newnham, and L. E. Cross, Jpn. J. Appl. Phys. 36, 5169 (1997).
30. K. J. Choi, M. Biegaslki, Y. L. Li, A. Sharan, J. Schubert, R. Uecker, P. Reiche, Y. B. Chen, X. Q. Pan, V. Gopalan, L. Q. Chen, D. G. Schlom, and C. B. Eom, Science 306, 1005 (2004).
31. J. H. Haeni, P. Irvin, W. Chang, R. Uecker, P. Reiche, Y. L. Li, S. Choudhury, W. Tian, M. E. Hawley, B. Craigo, A. K. Tagantsev, X. Q. Pan, S. K. Streiffer, L. Q. Chen, S. W. Kirchoefer, J. Levy, and D. G. Schlom, Nature 430, 758 (2004).
32. N. A. Pertsev, A. G. Zembilgotov, and A. K. Tagantsev, Phys. Rev. Lett. 80, 1988 (1998).
33. O. Diéguez, K. M. Rabe, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 72, 144101 (2005).
34. W. Zhong, D. Vanderbilt, and K. M. Rabe, Phys. Rev. Lett. 73, 1861 (1994).
35. W. Zhong, D. Vanderbilt, and K. M. Rabe, Phys. Rev. B 52, 6301 ( 1995).
36. N. A. Pertsev, A. G. Zembilgotov, and A. K. Tagantsev, Ferroelectrics 223, 79 (1999).
37. N. A. Pertsev, A. K. Tagantsev, and N. Setter, Phys. Rev. B 61, R825 (2000).
38. N. A. Pertsev, A. K. Tagantsev, and N. Setter, Phys. Rev. B 65, 219901(E) (2002).
39. N. A. Pertsev, V. G. Kukhar, H. Kohlstedt, and R. Waser, Phys. Rev. B 67, 054107 (2003).
40. G. Catalan, A. Jassens, G. Rispers, S. Csiszar, O. Seeck, G. Rijnders, D. H. A. Blank, and B. Noheda, Phys. Rev. Lett. 96, 127602 ( 2006).
41. J. B. Neaton and K. M. Rabe, Appl. Phys. Lett. 82, 1586 (2003).
42. W. Tian, J. C. Jiang, X. Q. Pan, J. H. Haeni, Y. L. Li, L. Q. Chen, D. G. Schlom, J. B. Neaton, K. M. Rabe, and Q. X. Jia, Appl. Phys. Lett. 89, 092905 (2006).
43. H. N. Lee, S. M. Nakhmanson, M. F. Chrislom, H. M. Christen, K. M. Rabe, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. Lett. 98, 217602 (2007).
44. C. Ederer and N. A. Spaldin, Phys. Rev. Lett. 95, 257601 (2005).
45. C. Ederer and N. A. Spaldin, Phys. Rev. B 71, 224103 (2005).
46. W. Zhong, D. Vanderbilt, and K. M. Rabe, Phys. Rev. B 52, 6301 ( 1995).
47. Y. Umeno, T. Shimada, T. Kitamura, and C. Elsässer, Phys. Rev B 74, 174111 (2006).
48. V. G. Koukhar, N. A. Pertsev, and R. Waser, Phys. Rev. B 64, 214103 (2001).
49. V. G. Koukhar, N. A. Pertsev, and R. Waser, Appl. Phys. Lett. 78, 530 (2001).
50. A. Y. Emelyanov, N. A. Pertsev, and E. K. H. Salje, J. Appl. Phys. 89, 1355 (2001).
51. J. Paul, T. Nishimatsu, Y. Kawazoe, and U. V. Waghmare, Phys. Rev. Lett. 99, 077601 (2007).
52. J. W. Matthews and A. E. Blakeslee, J. Crys. Growth 27, 118 ( 1974).
53. S. Gariglio, N. Stucki, J.-M. Triscone, and G. Triscone, Appl. Phys. Lett. 90, 202905 (2007).
54. G. Catalan, B. Noheda, J. McAneney, L. J. Sinnamon, and J. M. Gregg, Phys. Rev B 72, 020102(R) (2005).
55. W. Ma and L. E. Cross, Appl. Phys. Lett. 88, 232902 (2006).
56. A. K. Tagantsev, Phys. Rev. B 34, 5883 (1986).
57. A. K. Tagantsev, Sov. Phys. JETP 61, 1246 (1985).
58. R. Resta, L. Colombo, and S. Baroni, Phys. Rev. B 41, 12358 ( 1990).
59. A. Klic and M. Marvan, Integr. Ferroelectr. 63, 667 (2004).
60. D. D. Fong, A. M. Kolpak, J. A. Eastman, S. K. Streiffer, P. H. Fuoss, G. B. Stephenson, C. Thompson, D. M. Kim, K. J. Choi, C. B. Eom, I. Grinberg, and A. M. Rappe, Phys. Rev. Lett. 96, 127601 (2006).
61. J. E. Spanier, A. M. Kolpak, J. J. Urban, I. Grinberg, L. Ouyang, W. S. Yun, A. M. Rappe, and H. Park, Nano Lett. 6, 735 (2006).
62. B. Meyer and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 63, 205426 (2001).
63. S. K. Streiffer, J. A. Eastman, D. D. Fong, C. Thompson, A. Munkholm, M. V. R. Murty, O. Auciello, G. R. Bai, and G. B. Stephenson, Phys. Rev. Lett. 89, 067601 (2002).
64. D. D. Fong, G. B. Stephenson, S. K. Streiffer, J. A. Eastman, O. Auciello, P. H. Fuoss, and C. Thompson, Science 304, 1650 (2004).
65. Ph. Ghosez and K. M. Rabe, Appl. Phys. Lett. 76, 2767 (2000).
66. I. P. Batra and B. D. Silverman, Sol. State Comm. 11, 291 (1972).
67. P. Wurfel, I. P. Batra, and J. T. Jacobs, Phys. Rev. Lett. 30, 1218 (1973).
68. I. P. Batra, P. Wurfel, and B. D. Silverman, J. Vac. Sci. Technol. 10, 687 (1973).
69. R. R. Mehta, B. D. Silverman, and J. T. Jacobs, J. Appl. Phys. 44, 3379 (1973).
70. J. Junquera and Ph. Ghosez, Nature 422, 506 (2003).
71. M. Dawber, P. Chandra, P. B. Littlewood, and J. F. Scott, J. Phys.: Condens. Matter 15, L393 (2003).
72. R. Feynman, R. B. Leighton, and M. L. Sands, The Feynman Lectures on Physics, Addison-Wesley Publishing, Reading, Massachusetts (1989).
73. A. Baldereschi, S. Baroni, and R. Resta, Phys. Rev. Lett. 61, 734 (1988).
74. L. Colombo, R. Resta, and S. Baroni, Phys. Rev. B 44, 5572 ( 1991).
75. M. Peressi, N. Binggeli, and A. Baldereschi, J. Phys. D: Appl. Phys. 31, 1273 (1998).
76. J. Junquera, M. H. Cohen, and K. M. Rabe, J. Phys.: Condens. Matter 19, 213203 (2007).
77. G. Gerra, A. K. Tagantsev, N. Setter, and K. Parlinski, Phys. Rev. Lett. 96, 107603 (2006).
78. N. Sai, A. M. Kolpak, and A. M. Rappe, Phys. Rev. B 72, 020101 ( 2005).
79. A. M. Bratkovsky and A. P. Levanyuk, Phys. Rev. Lett. 84, 3177 ( 2000).
80. A. M. Bratkovsky and A. P. Levanyuk, Phys. Rev. B 63, 132103 ( 2001).
81. A. M. Bratkovsky and A. P. Levanyuk, Appl. Phys. Lett. 89, 253108 (2006).
82. E. V. Chensky and V. V. Taransenko, Sov. Phys. JETP 56, 618 ( 1982); Zh. Eksp. Teor. Fiz. 83, 1089 (1982).
83. M. Stengel and N. A. Spaldin, Nature 443, 679 (2006).
84. N. Sai, K. M. Rabe, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 66, 104108 ( 2002).
85. C. Lichtensteiger, J.-M. Triscone, J. Junquera, and Ph. Ghosez, Phys. Rev. Lett. 94, 047603 (2005).
86. M. Dawber, C. Lichtensteiger, M. Cantoni, M. Veithen, Ph. Ghosez, K. Johnston, K. M. Rabe, and J.-M. Triscone, Phys. Rev. Lett. 95, 177601 (2005).
87. M. Dawber, N. Stucki, C. Lichtensteiger, S. Gariglio, Ph. Ghosez, and J.-M. Triscone, Adv. Mater. 19, 4153 (2007).
88. Y. S. Kim, D. H. Kim, J. D. Kim, Y. J. Chang, T. W. Noh, J. H. Kong, K. Char, Y. D. Park, S. D. Bu, J.-G. Yoon, and J.-S. Chung, Appl. Phys. Lett. 86, 102907 (2005).
89. Y. S. Kim, J. Y. Yo, Y. J. Chang, J. H. Lee, T. W. Noh, T. K. Song, J.-G. Soon, J.-S. Chung, S. I. Baik, Y.-W. Kim, and C. U. Chung, Appl. Phys. Lett. 88, 072909 (2006).
90. L. Despont, C. Koitzsch, F. Clerc, M. G. Gamier, P. Aebi, C. Lichtensteiger, J.-M. Triscone, F. J. G. de Abajo, E. Bousquet, and Ph. Ghosez, Phys. Rev. B 73, 094110 (2006).
91. J. S. Speck and W. Pompe, J. Appl. Phys. 76, 466 (1994).
92. V. Nagarajan, J. Junquera, J. Q. He, C. L. Jia, K. Lee, Y. K. Kim, T. Zhao, Ph. Ghosez, K. M. Rabe, S. Baik, R. Waser, and R. Ramesh, J. Appl. Phys. 100, 1 (2006).
93. A. M. Bratkovsky and A. P. Levanyuk, Integr. Ferroelectr. 84, 3 (2006).
94. C. Lichtensteiger, M. Dawber, N. Stucki, J.-M. Triscone, J. Hoffman, J. B. Yau, C. H. Ahn, L. Despont, and P. Aebi, Appl. Phys. Lett. 90, 052907 (2007).
95. D. D. Fong, C. Cionca, Y. Yacoby, G. B. Stephenson, J. A. Eastman, P. H. Fuoss, S. K. Streiffer, C. Thompson, R. Clarke, R. Pindak, and E. A. Stern, Phys. Rev. B 71, 144112 (2005).
96. D. M. Ceperley and B. J. Alder, Phys. Rev. Lett. 45, 566 (1980).
97. J. P. Perdew and A. Zunger, Phys. Rev. B 23, 5048 (1981).
98. J. P. Perdew, J. A. Chevary, S. H. Vosko, K. A. Jackson, M. R. Pederson, D. J. Singh, and C. Fiolhais, Phys. Rev. B 46, 6671 (1992).
99. J. P. Perdew, J. A. Chevary, S. H. Vosko, K. A. Jackson, M. R. Pederson, D. J. Singh, and C. Fiolhais, Phys. Rev. B 48, 4978(E) (1993).
100. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
101. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 78, 1396(E) (1997).
102. J. M. Soler, E. Artacho, J. D. Gale, A. García, J. Junquera, P. Ordejón, and D. Sánchez-Portal, J. Phys.: Condens. Matter 14, 2745 (2002).
103. G. Kresse and J. Hafner, Phys. Rev. B 47, 558 (1993).
104. G. Kresse and J. Furtmüller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
105. C.-G. Duan, R. F. Sabirianov, W.-N. Mei, S. S. Jaswal, and E. Y. Tsymbal, Nano Lett. 6, 483 (2006).
106. See the DTU web page: https://wiki.fysik.dtu.dk/dacapo.
107. B. Meyer, F. Lechermann, C. Elsässer, and M. Fähnle, Fortran90 Program for Mixed-Basis Pseudopotential Calculations for Crystals, Max-Plank-Institut für Metallforschung, Stuttgart.
108. Y. Umeno, B. Meyer, C. Elsässer, and P. Gumbsch, Phys. Rev. B 74, 060101(R) (2006).
109. N. Sai, A. M. Kolpak, and A. M. Rappe, Phys. Rev. B 74, 059901(E) (2006).
110. G. Gerra, A. K. Tagantsev, and N. Setter, Phys. Rev. Lett. 98, 207601 (2007).
111. M. Stengel and N. Spaldin, Phys. Rev. B 75, 205121 (2007).
112. A. M. Kolpak, N. Sai, and A. M. Rappe, Phys. Rev. B 74, 054112 ( 2006).
113. A. M. Kolpak, N. Sai, and A. M. Rappe, Phys. Rev. B 74, 099901(E) (2006).
114. Z. Wu, R. E. Cohen, and D. J. Singh, Phys. Rev. B 70, 104112 ( 2004).
115. D. Bilc, R. Schaltaf, J. Íñiguez, and Ph. Ghosez, Phys. Rev. B 77, 165107 (2008).
116. Z. Wu and R. E. Cohen, Phys. Rev. B 73, 235116 (2006).
117. J. Junquera, M. Zimmer, P. Ordejón, and Ph. Ghosez, Phys. Rev. B 67, 155327 (2003).
118. J. P. Velev, C. G. Duan, K. D. Belashchenko, S. S. Jaswal, and E. Y. Tsymbal, Phys. Rev. Lett. 98, 137201 (2007).
119. S. Tinte and M. G. Stachiotti, Fundamental Physics of Ferroelectrics 2000. AIP Conf. Proc., edited by R. E. Cohen, AIP, Woodbury (2000), Vol. 535, pp. 273-283.
120. S. Tinte and M. G. Stachiotti, Phys. Rev. B 64, 235403 (2001).
121. M. G. Stachiotti, Appl. Phys. Lett. 84, 251 (2004).
122. Y. H. Shin, I. Grinberg, I. W. Chen, and A. M. Rappe, Nature 449, 881 (2007).
123. Z. Wu, N. Huang, Z. Liu, J. Wu, W. Duan, B. L. Gu, and X. W. Zhang, Phys. Rev. B 70, 104108 (2004).
124. Z. Wu, N. Huang, J. Wu, W. Duan, and B.-L. Gu, Appl. Phys. Lett. 86, 202903 (2005).
125. I. Kornev, H. Fu, and L. Bellaiche, Phys. Rev. Lett. 93, 196104 (2004).
126. I. Ponomareva, I. I. Naumov, I. Kornev, H. Fu, and L. Bellaiche, Phys. Rev. B 72, 140102(R) (2005).
127. I. Ponomareva, I. I. Naumov, and L. Bellaiche, Phys. Rev. B 72, 214118 (2005).
128. B.-K. Lai, I. Ponomareva, I. I. Naumov, I. Kornev, H. Fu, L. Bellaiche, and G. J. Salamo, Phys. Rev. Lett. 96, 137602 (2006).
129. B.-K. Lai, I. Ponomareva, I. A. Komev, L. Bellaiche, and G. J. Salamo, Phys. Rev. B 75, 085412 (2007).
130. L. Landau and E. Lifshitz, Phys. Z Sowjetunion 8, 153 (1935).
131. C. Kittel, Phys. Rev. 70, 965 (1946).
132. C. Kittel, Rev. Mod. Phys. 21, 541 (1949).
133. A. Gruverman, D. Wu, H.-J. Fan, I. Vrejoiu, M. Alexe, R. J. Harrison, and J. F. Scott, J. Phys.: Condens. Matter 20, 342201 (2008).
134. S. Prosandeev and L. Bellaiche, Phys. Rev. B 75, 172109 (2007).
135. G. B. Stephenson and K. R. Elder, J. Appl. Phys. 100, 051601 ( 2006).
136. P. Aguado-Puente and J. Junquera, Phys. Rev. Lett. 100, 177601 ( 2008).
137. B.-K. Lai, I. Ponomareva, I. Kornev, L. Bellaiche, and G. J. Salamo, Appl. Phys. Lett. 91, 152909 (2007).
138. E. Almahmoud, Y. Navtsenya, I. Kornev, H. Fu, and L. Bellaiche, Phys. Rev. B 70, 220102(R) (2004).
139. I. Ponomareva and L. Bellaiche, Phys. Rev. B 74, 064102 (2006).
140. Th. Tybell, P. Paruch, T. Giamarchi, and J.-M. Triscone, Phys. Rev. Lett. 89, 097601 (2002).
141. G. Rijnders and D. H. A. Blank, Nature 433, 369 (2005).
142. H. Iijima, T. Terashima, Y. Bando, K. Kamigaki, and H. Terauchi, J. Appl. Phys. 72, 2840 (1992).
143. H. Tabata, H. Tanaka, and T. Kawai, Appl. Phys. Lett. 65, 1970 ( 1994).
144. H. Tabata and T. Kawai, Appl. Phys. Lett. 70, 321 (1997).
145. T. Zhao, Z. H. Chen, F. Chen, W. S. Shi, H. B. Lu, and G. Z. Yang, Phys. Rev. B 60, 1697 (1999).
146. T. Tsurumi, T. Ichikawa, T. Harigai, H. Kakemoto, and S. Wada, J. Appl. Phys. 91, 2284 (2002).
147. T. Shimuta, O. Nakagawara, T. Makino, S. Arai, H. Tabata, and T. Kawai, J. Appl. Phys. 91, 2290 (2004).
148. A. Q. Jiang, J. F. Scott, H. Lu, and Z. Chen, J. Appl. Phys. 93, 1180 (2003).
149. S. Ríos, A. Ruediger, A. Q. Jiang, J. F. Scott, H. Lu, and Z. Chen, J. Phys.: Condens. Matter 15, L305 (2003).
150. K. Johnston, X. Huang, J. B. Neaton, and K. M. Rabe, Phys. Rev. B 71, 100103(R) (2005).
151. J. Lee, L. Kim, J. Kim, D. Jung, and U. V. Waghmare, J. Appl. Phys. 100, 051613 (2006).
152. D. A. Tenne, A. Bruchhausen, N. D. Lanzillotti-Kimura, A. Fainstein, R. S. Katiyar, A. Cantarero, A. Soukiassian, V. Vaithyanathan, J. H. Haeni, W. Tian, D. G. Schlom, K. J. Choi, D. M. Kim, C. B. Eom, H. P. Sun, X. Q. Pan, Y. L. Li, L. Q Chen, Q. X. Jia, S. M. Nakhmanson, K. M. Rabe, and X. X. Xi, Science 313, 1614 (2006).
153. S. Lisenkov and L. Bellaiche, Phys. Rev. B 76, 020102(R) (2007).
154. J. C. Jiang, X. Q. Pan, W. Tian, C. D. Theis, and D. G. Schlom, Appl. Phys. Lett. 74, 2851 (1999).
155. E. Bousquet, M. Dawber, N. Stucki, C. Lichtensteiger, P. Hermet, S. Gariglio, J.-M. Triscone, and Ph. Ghosez, Nature 452, 732 (2008).
156. E. D. Specht, H. M. Christen, D. P. Norton, and L. A. Boatner, Phys. Rev. Lett. 80, 4317 (1998).
157. M. Sepliarsky, S. R. Phillpot, D. Wolf, M. G. Stachiotti, and R. L. Migoni, Phys. Rev. B 64, R060101 (2001).
158. M. Sepliarsky, S. R. Phillpot, D. Wolf, M. G. Stachiotti, and R. L. Migoni, J. Appl. Phys. 90, 4509 (2001).
159. M. Sepliarsky, S. R. Phillpot, M. G. Stachiotti, and R. L. Migoni, J. Appl. Phys. 91, 3165 (2002).
160. H. N. Lee, H. M. Christen, M. F. Chisholm, C. M. Rouleau, and D. H. Lowndes, Nature 433, 395 (2005).
161. S. M. Nakhmanson, K. M. Rabe, and D. Vanderbilt, Appl. Phys. Lett. 87, 102906 (2005).
162. S. M. Nakhmanson, K. M. Rabe, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 73, 060101(R) (2006).
163. T. Tsurumi, T. Harigai, D. Tanaka, S.-M. Nam, H. Kakemoto, S. Wada, and K. Saito, Appl. Phys. Lett. 85, 5016 (2004).
164. X. Wu, O. Diéguez, K. M. Rabe, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. Lett. 97, 107602 (2006).
165. V. A. Stephanovich, I. A. Lukyanchuk, and M. G. Karkut, Phys. Rev. Lett. 94, 047601 (2005).
166. A. M. George, J. Íñiguez, and L. Bellaiche, Nature 413, 54 (2001).
167. N. Huang, Z. Liu, Z. Wu, J. Wu, W. Duan, B. L. Gu, and X. W. Zhang, Phys. Rev. Lett. 91, 067602 (2003).
168. I. A. Komev and L. Bellaiche, Phys. Rev. Lett. 91, 116103 (2003).
169. N. Sai, B. Meyer, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. Lett. 84, 5636 ( 2000).
170. J. Íñiguez and L. Bellaiche, Phys. Rev. Lett. 87, 095503 (2001).
171. W. S. Yun, J. J. Urban, Q. Gu, and H. Park, Nano Lett. 2, 447 ( 2002).
172. Z. Wang, A. P. Suryavanshi, and M. F. Yu, Appl. Phys. Lett. 89, 082903 (2006).
173. Y. Luo, I. Szafraniak, N. D. Zakharov, V. Nagarajan, M. Steinhart, R. B. Wehrspohn, R. Ramesh, and M. Alexe, Appl. Phys. Lett. 83, 440 ( 2003).
174. F. D. Morrison, Y. Luo, I. Szafraniak, V. Nagarajan, R. B. Wehrspohn, M. Steinhart, J. H. Wendroff, N. D. Zakharov, E. D. Mishina, K. A. Vorotilov, A. S. Sigov, M. Alexe, R. Ramesh, and J. F. Scott, Rev. Adv. Mater. Sci. 4, 114 (2003).
175. A. Schilling, R. M. Bowman, J. M. Gregg, G. Catalan, and J. F. Scott, Appl. Phys. Lett. 89, 212902 (2006).
176. M.-W. Chu, I. Szafraniak, R. Scholz, C. Hamagea, D. Hesse, M. Alexe, and U. Gosele, Nat. Mater. 3, 87 (2004).
177. X. H. Zhu, P. R. Evans, D. Byrne, A. Schilling, C. Douglas, R. J. Pollard, R. M. Bowman, J. M. Gregg, F. D. Morrison, and J. F. Scott, Appl. Phys. Lett. 89, 122913 (2006).
178. H. Fu and L. Bellaiche, Phys. Rev. Lett. 91, 257601 (2003).
179. I. I. Naumov, L. Bellaiche, and H. X. Fu, Nature 432, 737 (2004).
180. J. F. Scott, Nat. Mater. 4, 13 (2005).
181. S. Prosandeev, I. Ponomareva, I. Komev, I. Naumov, and L. Bellaiche, Phys. Rev. Lett. 96, 237601 (2006).
182. S. Prosandeev and L. Bellaiche, Phys. Rev. Lett. 97, 167601 ( 2006).
183. I. Naumov and H. Fu, Phys. Rev. Lett. 98, 077603 (2007).
184. J. Wang and T.-Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 88, 182904 (2006).
185. I. I. Naumov and H. Fu, Phys. Rev. Lett. 95, 247602 (2005).
186. G. Geneste, E. Bousquet, J. Junquera, and Ph. Ghosez, Appl. Phys. Lett. 88, 112906 (2006).
187. G. Geneste, E. Bousquet, and Ph. Ghosez, Journal of Theoretical and Computational Nanoscience, in press.
188. P. Paruch, T. Giamarchi, and J.-M. Triscone, Phys. Rev. Lett. 94, 197691 (2005).
189. P. Paruch, T. Giamarchi, Th. Tybell, and J.-M. Triscone, J. Appl. Phys. 100, 051608 (2006).
190. P. Paruch, T. Gimarchi, and J.-M. Triscone, Topics Appl. Phys. 105, 339 (2007).
191. M. Y. Zhuravlev, R. F. Sabirianov, S. S. Jaswal, and E. Y. Tsymbal, Phys. Rev. Lett. 94, 246802 (2005).
192. E. Y. Tsymbal and H. Kohlstedt, Science 313, 181 (2006).
193. C.-G. Duan, S. S. Jaswal, and E. Y. Tsymbal, Phys. Rev. Lett. 97, 047201 (2006).
194. S. Sahoo, S. Polisetty, C. D. Duan, S. S. Jaswal, E. Y. Tsymbal, and C. Binek, Phys. Rev. B 76, 092108 (2007).
195. A. J. Hatt and N. A. Spaldin, Appl. Phys. Lett. 07, 242916 ( 2007).