Electrostatic coupling and local structural distortions at interfaces in ferroelectric/paraelectric superlattices

Nano Letters

Volumn 12, Issue 6, 2012, Pages 2846-2851

  Zubko, P ^a   Jecklin, N ^a   Torres Pardo, A ^a,b   Aguado Puente, P ^c   Gloter, A ^b   Lichtensteiger, C ^a   Junquera, J ^c   Stephan O ^b   Triscone, J M ^a  

^a UNIVERSITY OF GENEVA   (Switzerland)

^b UNIVERSITÉ PARIS SUD   (France)

^c UNIVERSITY OF CANTABRIA   (Spain)

Author keywords

electron energy loss spectroscopy; electrostatic coupling; Ferroelectric domains; oxide superlattices

Indexed keywords

DEPOLARIZING FIELDS; DOMAIN STRUCTURE; ELECTROSTATIC COUPLING; FERROELECTRIC DOMAINS; FERROELECTRIC LAYERS; FERROELECTRIC SUPERLATTICE; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; INTERFACIAL LAYER; NANO DOMAIN; NANODOMAIN STRUCTURES; OXIDE SUPERLATTICES; STRUCTURAL DISTORTIONS; STRUCTURAL PROFILES; STRUCTURE AND DYNAMICS; TETRAGONALITY; ULTRA-THIN;

CALCULATIONS; ELECTRON ENERGY LOSS SPECTROSCOPY; FERROELECTRIC MATERIALS; FERROELECTRICITY; POLARIZATION; SUPERLATTICES; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; X RAY DIFFRACTION;

ELECTROSTATICS;

NANOMATERIAL;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; ELECTRIC CONDUCTIVITY; MAGNETIC FIELD; PARTICLE SIZE; STATIC ELECTRICITY; SURFACE PROPERTY; ULTRASTRUCTURE;

COMPUTER SIMULATION; ELECTRIC CONDUCTIVITY; MAGNETIC FIELDS; MODELS, CHEMICAL; NANOSTRUCTURES; PARTICLE SIZE; STATIC ELECTRICITY; SURFACE PROPERTIES;

EID: 84862270011     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl3003717     Document Type: Article

References (50)

1. Garcia, V.; Fusil, S.; Bouzehouane, K.; Enouz-Vedrenne, S.; Mathur, N. D.; Barthélémy; Bibes, M. Nature 2009, 460, 81
2. Chang, L.-W.; Alexe, M.; Scott, J. F.; Gregg, J. M. Adv. Mater. 2009, 21, 4911-4914
3. Stengel, M.; Vanderbilt, D.; Spaldin, N. A. Nat. Mater. 2009, 8, 392-397
4. Fong, D. D.; Stephenson, G. B.; Streiffer, S. K.; Eastman, J. A.; Auciello, O.; Fuoss, P. H.; Thompson, C. Science 2004, 304, 1650-1653
5. Thompson, C.; Fong, D. D.; Wang, R. V.; Jiang, F.; Streiffer, S. K.; Latifi, K.; Eastman, J. A.; Fuoss, P. H.; Stephenson, G. B. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 182901
6. Zubko, P.; Stucki, N.; Lichtensteiger, C.; Triscone, J.-M. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 187601
7. Li, Y. L.; Hu, S. Y.; Tenne, D.; Soukiassian, A.; Schlom, D. G.; Chen, L. Q.; Xi, X. X.; Choi, K. J.; Eom, C. B.; Saxena, A.; Lookman, T.; Jia, Q. X. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 252904
8. Lee, D.; Behera, R. K.; Wu, P.; Xu, H.; Li, Y. L.; Sinnott, S. B.; Phillpot, S. R.; Chen, L. Q.; Gopalan, V. Phys. Rev. B 2009, 80, 060102
9. Jiang, A.; Scott, J.; Lu, H.; Chen, Z. J. Appl. Phys. 2003, 93, 1180-1185
10. Tenne, D. A. Science 2006, 313, 1614-1616
11. Bruchhausen, A.; Fainstein, A.; Soukiassian, A.; Schlom, D. G.; Xi, X. X.; Bernhagen, M.; Reiche, P.; Uecker, R. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 197402
12. Kittel, C. Phys. Rev. 1946, 70, 965-971
13. Neaton, J. B.; Rabe, K. M. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 1586-1588
14. Dawber, M.; Lichtensteiger, C.; Cantoni, M.; Veithen, M.; Ghosez, P.; Johnston, K.; Rabe, K. M.; Triscone, J.-M. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 177601
15. Aguado-Puente, P.; García-Fernández, P.; Junquera, J. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 217601
16. Specht, E. D.; Christen, H.-M.; Norton, D. P.; Boatner, L. A. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 4317-4320
17. Sepliarsky, M.; Phillpot, S. R.; Wolf, D.; Stachiotti, M. G.; Migoni, R. L. Phys. Rev. B 2001, 64, 060101
18. Stephanovich, V. A.; Luk'yanchuk, I. A.; Karkut, M. G. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 047601
19. Streiffer, S. K.; Eastman, J. A.; Fong, D. D.; Thompson, C.; Munkholm, A.; Ramana Murty, M. V.; Auciello, O.; Bai, G. R.; Stephenson, G. B. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 067601
20. Takahashi, R.; Dahl, O..; Eberg, E.; Grepstad, J. K.; Tybell, T. J. Appl. Phys. 2008, 104, 064109
21. Dawber, M.; Stucki, N.; Lichtensteiger, C.; Gariglio, S.; Ghosez, P.; Triscone, J.-M. Adv. Mater. 2007, 19, 4153
22. Ranjith, R.; Lüders, U.; Prellier, W.; Da Costa, A.; Dupont, I.; Desfeux, R. J. Magn. Magn. Mater. 2009, 321, 1710-1713
23. Kathan-Galipeau, K.; Wu, P.; Li, Y.; Chen, L.-Q.; Soukiassian, A.; Xi, X.; Schlom, D. G.; A., B. D. ACS Nano 2011, 5, 640-646
24. Takahashi, R.; Grepstad, J. K.; Tybell, T.; Matsumoto, Y. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 112901
25. Brooks, C. M.; Kourkoutis, L. F.; Heeg, T.; Schubert, J.; Muller, D. A.; Schlom, D. G. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 162905
26. Aguado-Puente, P.; Junquera, J. arXiv:1202.5481.
27. Jia, C. L.; Nagarajan, V.; He, J.-Q.; Houben, L.; Zhao, T.; Ramesh, R.; Urban, K.; Waser, R. Nat. Mater. 2007, 6, 64-69
28. Jia, C. L.; Mi, S.-B.; Urban, K.; Vrejoiu, I.; Alexe, M.; Hesse, D. Nat. Mater. 2008, 7, 57-61
29. Chang, H. J.; Kalinin, S. V.; Morozovska, A. N.; Huijben, M.; Chu, Y.-H.; Yu, P.; Ramesh, R.; Eliseev, E. A.; Svechnikov, G. S.; Pennycook, S. J.; Borisevich, A. Y. Adv. Mater. 2011, 23, 2474-2479
30. de Groot, F. M. F.; Fuggle, J. C.; Thole, B. T.; Sawatzky, G. A. Phys. Rev. B 1990, 41, 928-937
31. Sefat, A. S.; Amow, G.; Wu, M.-Y.; Botton, G. A.; Greedan, J. J. Solid State Chem. 2005, 178, 1008-1016
32. Zhang, J.; Visinoiu, A.; Heyroth, F.; Syrowatka, F.; Alexe, M.; Hesse, D.; Leipner, H. S. Phys. Rev. B 2005, 71, 064108
33. Torres-Pardo, A.; Gloter, A.; Zubko, P.; Jecklin, N.; Lichtensteiger, C.; Colliex, C.; Triscone, J.-M.; Stephan, O. Phys. Rev. B 2011, 84, 220102(R), arXiv:1112.4953.
34. Fong, D. D.; Cionca, C.; Yacoby, Y.; Stephenson, G. B.; Eastman, J. A.; Fuoss, P. H.; Streiffer, S. K.; Thompson, C.; Clarke, R.; Pindak, R.; Stern, E. A. Phys. Rev. B 2005, 71, 144112
35. Nagarajan, V.; Junquera, J.; He, J. Q.; Jia, C. L.; Waser, R.; Lee, K.; Kim, Y. K.; Baik, S.; Zhao, T.; Ramesh, R.; Ghosez, P.; Rabe, K. M. J. Appl. Phys. 2006, 100, 051609
36. Hinazumi, H.; Hosoya, M.; Mitsui, T. J. Phys. D: Appl. Phys. 1973, 6, L21
37. Catalan, G.; Seidel, J.; Ramesh, R.; Scott, J. F. Rev. Mod. Phys. 2012, 84, 119-156
38. McQuaid, R.; McGilly, L.; Sharma, P.; Gruverman, A.; Gregg, J. M. Nat. Commun. 2011, 2, 404
39. Prosandeev, S.; Bellaiche, L. Phys. Rev. B 2007, 75, 172109
40. Aguado-Puente, P.; Junquera, J. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 177601
41. Jia, C.-L.; Urban, K. W.; Alexe, M.; Hesse, D.; Vrejoiu, I. Science 2011, 331, 1420-1423
42. Nelson, C. T.; Winchester, B.; Zhang, Y.; Kim, S.-J.; Melville, A.; Adamo, C.; Folkman, C. M.; Baek, S.-H.; Eom, C.-B.; Schlom, D. G.; Chen, L.-Q.; Pan, X. Nano Lett. 2011, 11, 828-834
43. Aguado-Puente, P.; Junquera, J. unpublished.
44. Lai, B.-K.; Ponomareva, I.; Naumov, I. I.; Kornev, I.; Fu, H.; Bellaiche, L.; Salamo, G. J. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 137602
45. Lai, B.-K.; Ponomareva, I.; Kornev, I. A.; Bellaiche, L.; Salamo, G. J. Phys. Rev. B 2007, 75, 085412
46. Hong, J.; Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 2011, 84, 115107
47. Luk'yanchuk, I. A.; Lahoche, L.; Sené, A. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 147601
48. Eberg, E.; van Helvoort, A. T. J.; Takahashi, R.; Gass, M.; Mendis, B.; Bleloch, A.; Holmestad, R.; Tybell, T. J. Appl. Phys. 2011, 109, 034104
49. Soler, J. M.; Artacho, E.; Gale, J. D.; García, A.; Junquera, J.; Ordejón, P.; Sánchez-Portal, D. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 14, 2745
50. Chisholm, M. F.; Luo, W.; Oxley, M. P.; Pantelides, S. T.; Lee, H. N. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 197602