Multifunctionalities driven by ferroic domains

Journal of Applied Physics

Volumn 116, Issue 6, 2014, Pages

  Yang, J C ^a   Huang, Y L ^a   He, Q ^b   Chu, Y H ^a  

^a NATIONAL CHIAO TUNG UNIVERSITY   (Taiwan)

^b DURHAM UNIVERSITY   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DEGREES OF FREEDOM (MECHANICS);

ADVANCED APPLICATIONS; DOMAIN ENGINEERING; FUNDAMENTAL STUDIES; FUTURE PROSPECTS; LOCAL PERTURBATION; MODEL TEMPLATES; NOVEL APPLICATIONS; PERIODIC DOMAINS;

DOMAIN WALLS;

EID: 84906303079     PISSN: 00218979     EISSN: 10897550     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.4891632     Document Type: Article

References (109)

1. V. K. Wadhawan, Introduction to Ferroic Materials (Gordon & Breach, UK, 2000).
2. A. L. Roitburd, Phys. Status Solidi A 37, 329 (1976). 10.1002/pssa.2210370141
3. N. Sridhar, J. M. Rickman, and D. J. Srolovitz, Acta Mater. 44, 4085 (1996). 10.1016/S1359-6454(96)00058-4
4. N. Sridhar, J. M. Rickman, and D. J. Srolovitz, Acta Mater. 44, 4097 (1996). 10.1016/S1359-6454(96)00059-6
5. N. A. Spaldin, Magnetic Materials: Fundamentals and Device Applications (Cambridge, UK, 2003).
6. W. Eerenstein, N. D. Mathur, and J. F. Scott, Nature 442, 759 (2006). 10.1038/nature05023
7. R. Ramesh and N. A. Spaldin, Nature Mater. 6, 21 (2007). 10.1038/nmat1805
8. S. W. Cheong and M. Mostovoy, Nature Mater. 6, 13 (2007). 10.1038/nmat1804
9. T. Zhao, A. Scholl, F. Zavaliche, K. Lee, M. Barry, A. Doran, M. P. Cruz, Y. H. Chu, C. Ederer, N. A. Spaldin, R. R. Das, D. M. Kim, S. H. Baek, C. B. Eom, and R. Ramesh, Nature Mater. 5, 823 (2006). 10.1038/nmat1731
10. Y. H. Chu, L. W. Martin, M. B. Holcomb, M. Gajek, S. J. Han, Q. He, N. Balke, C. H. Yang, D. Lee, W. Hu, Q. Zhan, P. L. Yang, A. Fraile- Rodríguez, A. Scholl, S. X. Wang, and R. Ramesh, Nature Mater. 7, 478 (2008). 10.1038/nmat2184
11. R. R. Das, D. M. Kim, S. H. Baek, C. B. Eom, F. Zavaliche, S. Y. Yang, R. Ramesh, Y. B. Chen, X. Q. Pan, X. Ke, M. S. Rzchowski, and S. K. Streiffer, Appl. Phys. Lett. 88, 242904 (2006). 10.1063/1.2213347
12. P. Fischer, M. Polomska, I. Sosnowska, and M. Szymanski, J. Phys. C: Solid State Phys. 13, 1931 (1980). 10.1088/0022-3719/13/10/012
13. Y. N. Venevtsev, G. Zhadanow, and S. Solov'ev, Sov. Phys. Crystallogr. 4, 538 (1960).
14. G. A. Smolenski, V. A. Isupov, A. I. Agranovskaya, and N. N. Krainik, Sov. Phys. Solid State 2, 2651 (1961).
15. R. Seshadri and N. A. Hill, Chem. Mater. 13, 2892 (2001). 10.1021/cm010090m
16. F. Kubel and H. Schmid, Acta. Cryst. B 46, 698 (1990). 10.1107/S0108768190006887
17. F. Zavaliche, S. Y. Yang, T. Zhao, Y.-H. Chu, M. P. Cruz, C. B. Eom, and R. Ramesh, Phase Trans. 79, 991 (2006). 10.1080/01411590601067144
18. I. E. Dzyaloshinskii, Sov. Phys. JETP 5, 1259 (1957).
19. T. Moriya, Phys. Rev. 120, 91 (1960). 10.1103/PhysRev.120.91
20. C. Ederer and N. A. Spaldin, Phys. Rev. B 71, 060401 (2005). 10.1103/PhysRevB.71.060401
21. C. Ederer and N. A. Spaldin, Phys. Rev. B 71, 224103 (2005). 10.1103/PhysRevB.71.224103
22. H. Béa, M. Bibes, S. Cherifi, F. Nolting, B. Warot-Fonrose, S. Fusil, G. Herranz, C. Deranlot, E. Jacquet, K. Bouzehouane, and A. Barthélémy, Appl. Phys. Lett. 89, 242114 (2006). 10.1063/1.2402204
23. S. M. Wu, S. A. Cybart, D. Yi, J. M. Parker, R. Ramesh, and R. C. Dynes, Phys. Rev. Lett. 110, 067202 (2013). 10.1103/PhysRevLett.110.067202
24. J. C. Yang, Q. He, S. J. Suresha, C. Y. Kuo, C. Y. Peng, R. Haislmaier, M. A. Motyka, G. Sheng, C. Adamo, H. J. Lin, Z. Hu, L. Chang, L. H. Tjeng, E. Arenholz, N. J. Podraza, M. Bernhagan, R. Uecker, D. G. Schlom, V. Gopalan, L. Q. Chen, C. T. Chen, R. Ramesh, and Y. H. Chu, Phys. Rev. Lett. 109, 247606 (2012). 10.1103/PhysRevLett.109.247606
25. A. Lubk, S. Gemming, and N. A. Spaldin, Phys. Rev. B 80, 104110 (2009). 10.1103/PhysRevB.80.104110
26. S. K. Streiffer, C. B. Parker, A. E. Romanov, M. J. Lefevre, L. Zhao, J. S. Speck, W. Pompe, C. M. Foster, and G. R. Bai, J. Appl. Phys. 83, 2742 (1998). 10.1063/1.366632
27. A. E. Romanov, M. J. Lefevre, J. S. Speck, W. Pompe, S. K. Streiffer, and C. M. Foster, J. Appl. Phys. 83, 2754 (1998). 10.1063/1.366636
28. J. Fousek and V. Janovec, J. Appl. Phys. 40, 135 (1969). 10.1063/1.1657018
29. W. Ren, Y. Yang, O. Diéguez, J. Íñiguez, N. Choudhury, and L. Bellaiche, Phys. Rev. Lett. 110, 187601 (2013). 10.1103/PhysRevLett.110.187601
30. N. A. Pertsev, A. G. Zembilgotov, and A. K. Tagantsev, Phys. Rev. Lett. 80, 1988 (1998). 10.1103/PhysRevLett.80.1988
31. Y. L. Li, S. Y. Hu, Z. K. Liu, and L. Q. Chen, Acta Mater. 50, 395 (2002). 10.1016/S1359-6454(01)00360-3
32. 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). 10.1103/PhysRevLett.96.127601
33. I. A. Luk'yanchuk, A. Schilling, J. M. Gregg, G. Catalan, and J. F. Scott, Phys. Rev. B. 79, 144111 (2009). 10.1103/PhysRevB.79.144111
34. Y. H. Chu, Q. He, C. H. Yang, P. Yu, L. W. Martin, P. Shafer, and R. Ramesh, Nano Lett. 9, 1726 (2009). 10.1021/nl900723j
35. Y. C. Chen, C. H. Ko, Y. C. Huang, J. C. Yang, and Y. H. Chu, J. Appl. Phys. 112, 052017 (2012). 10.1063/1.4746077
36. Y. H. Chu, M. P. Cruz, C. H. Yang, L. W. Martin, P. L. Yang, J. X. Zhang, K. Lee, P. Yu, L. Q. Chen, and R. Ramesh, Adv. Mater. 19, 2662 (2007). 10.1002/adma.200602972
37. A. N. Morozovska, R. K. Vasudevan, P. Maksymovych, S. V. Kalinin, and E. A. Eliseev, Phys. Rev. B 86, 085315 (2012). 10.1103/PhysRevB.86.085315
38. M. P. Cruz, Y. H. Chu, J. X. Zhang, P. L. Yang, F. Zavaliche, Q. He, P. Shafer, L. Q. Chen, and R. Ramesh, Phys. Rev. Lett. 99, 217601 (2007). 10.1103/PhysRevLett.99.217601
39. Y. Wang, C. Nelson, A. Melville, B. Winchester, S. Shang, Z. K. Liu, D. G. Schlom, X. Q. Pan, and L. Q. Chen, Phys. Rev. Lett. 110, 267601 (2013). 10.1103/PhysRevLett.110.267601
40. Y. C. Chen, Q. R. Lin, and Y. H. Chu, Appl. Phys. Lett. 94, 122908 (2009). 10.1063/1.3109779
41. L. Landau and E. Lifshitz, Phys. Z. Sowjenunion 8, 153 (1935).
42. C. Kittel, Phys. Rev. 70, 965 (1946). 10.1103/PhysRev.70.965
43. W. Kinase and H. Takahashi, J. Phys. Soc. Jpn. 12, 464 (1957). 10.1143/JPSJ.12.464
44. D. J. Craik and P. V. Cooper, Phys. Lett. A 33, 411 (1970). 10.1016/0375-9601(70)90579-7
45. A. A. Thiele, J. Appl. Phys. 41, 1139 (1970). 10.1063/1.1658846
46. M. Hehn, S. Padovani, K. Ounadjela, and J. P. Bucher, Phys. Rev. B 54, 3428 (1996). 10.1103/PhysRevB.54.3428
47. J. L. Bjorkstam and R. E. Oettel, Phys. Rev. 159, 427 (1967). 10.1103/PhysRev.159.427
48. A. M. Bratkovsky and A. P. Levanyuk, Phys. Rev. Lett. 84, 3177 (2000). 10.1103/PhysRevLett.84.3177
49. W. Pompe, X. Gong, Z. Suo, and J. S. Speck, J. Appl. Phys. 74, 6012 (1993). 10.1063/1.355215
50. G. Catalan, H. Béa, S. Fusil, M. Bibes, P. Paruch, A. Barthélémy, and J. F. Scott, Phys. Rev. Lett. 100, 027602 (2008). 10.1103/PhysRevLett.100.027602
51. R. Takahashi, Ø. Dahl, E. Eberg, J. K. Grepstad, and T. Tybell, J. Appl. Phys. 104, 064109 (2008). 10.1063/1.2978225
52. A. Kopal, T. Bahnik, and J. Fousek, Ferroelectrics 202, 267 (1997). 10.1080/00150199708213485
53. C. T. Nelson, B. Winchester, Y. Zhang, S. J. Kim, A. Melville, C. Adamo, C. M. Folkman, S. H. Baek, C. B. Eom, D. G. Schlom, L. Q. Chen, and X. Q. Pan, Nano Lett. 11, 828 (2011). 10.1021/nl1041808
54. J. Seidel, L. W. Martin, Q. He, Q. Zhan, Y. H. Chu, A. Rother, M. E. Hawkridge, P. Maksymovych, P. Yu, M. Gajek, N. Balke, S. V. Kalinin, S. Gemming, F. Wang, G. Catalan, J. F. Scott, N. A. Spaldin, J. Orenstein, and R. Ramesh, Nature Mater. 8, 229 (2009). 10.1038/nmat2373
55. Y. J. Qi, Z. H. Chen, C. W. Huang, L. H. Wang, X. D. Han, J. L. Wang, P. Yang, T. Sritharan, and L. Chen, J. Appl. Phys. 111, 104117 (2012). 10.1063/1.4722253
56. R. G. P. McQuaid, L. J. McGill, P. Sharma, A. Gruverman, and J. M. Gregg, Nat. Commun. 2, 404 (2011). 10.1038/ncomms1413
57. Y. H. Hsieh, J. M. Liou, B. C. Huang, C. W. Liang, Q. He, Q. Zhan, Y. P. Chiu, Y. C. Chen, and Y. H. Chu, Adv. Mater. 24, 4564 (2012). 10.1002/adma.201201929
58. J. Seidel, P. Maksymovych, A. J. Katan, Y. Batra, Q. He, A. P. Baddorf, S. V. Kalinin, C. H. Yang, J. C. Yang, Y. H. Chu, E. K. H. Salje, H. Wormeester, M. Salmeron, and R. Ramesh, Phys. Rev. Lett. 105, 197603 (2010). 10.1103/PhysRevLett.105.197603
59. J. Guyonnet, I. Gaponenko, S. Gariglio, and P. Paruch, Adv. Mater. 23, 5377 (2011). 10.1002/adma.201102254
60. Y. Tokunaga, N. Furukawa, H. Sakai, Y. Taguchi, T. H. Arima, and Y. Tokura, Nature Mater. 8, 558 (2009). 10.1038/nmat2469
61. A. Erbil, Y. Kim, and R. A. Gerhardt, Phys. Rev. Lett. 77, 1628 (1996). 10.1103/PhysRevLett.77.1628
62. T. Mizokawa and A. Fujimori, Phys. Rev. Lett. 80, 1320 (1998). 10.1103/PhysRevLett.80.1320
63. T. Lottermoser and M. Fiebig, Phys. Rev. B 70, 220407(R) (2004). 10.1103/PhysRevB.70.220407
64. J. Přívratská and V. Janovec, Ferroelectrics 204, 321 (1997). 10.1080/00150199708222212
65. J. Přívratská and V. Janovec, Ferroelectrics 222, 23 (1999). 10.1080/00150199908014794
66. M. Daraktchiev, G. Catalan, and J. F. Scott, Ferroelectrics 375, 122 (2008). 10.1080/00150190802437969
67. G. Catalan and J. F. Scott, Adv. Mater. 21, 2463 (2009). 10.1002/adma.200802849
68. A. Aird and E. K. H. Salje, J. Phys.: Condens. Matter 10, L377 (1998).
69. M. Bartels, V. Hagen, M. Burianek, M. Getzlaff, U. Bismayer, and R. Wiesendanger, J. Phys.: Condens. Matter 15, 957 (2003). 10.1088/0953-8984/15/6/ 322
70. D. Meier, J. Seidel, A. Cano, K. Delaney, Y. Kumagai, M. Mostovoy, N. A. Spaldin, R. Ramesh, and M. Fiebig, Nature Mater. 11, 284 (2012). 10.1038/nmat3249
71. T. Choi, Y. Horibe, H. T. Yi, Y. J. Choi, Weida Wu, and S.-W. Cheong, Nature Mater. 9, 253 (2010). 10.1038/nmat2632
72. T. Sluka, A. K. Tagantsev, P. Bednyakov, and N. Setter, Nat. Commun. 4, 1808 (2013). 10.1038/ncomms2839
73. A. Tselev, V. Meunier, E. Strelcov, W. A. Shelton, I. A. Luk'yanchuk, K. Jones, R. Proksch, A. Kolmakov, and S. V. Kalinin, ACS Nano 4, 4412 (2010). 10.1021/nn1004364
74. D. A. Allwood, G. Xiong, C. C. Faulkner, D. Atkinson, D. Petit, and R. P. Cowburn, Science 309, 1688 (2005). 10.1126/science.1108813
75. L. Thomas, M. Hayashi, X. Jiang, R. Moriya, C. Rettner, and S. S. P. Parkin, Science 315, 1553 (2007). 10.1126/science.1137662
76. S. S. P. Parkin, M. Hayashi, and L. Thomas, Science 320, 190 (2008). 10.1126/science.1145799
77. L. Thomas, R. Moriya, C. Rettner, and S. S. P. Parkin, Science 330, 1810 (2010). 10.1126/science.1197468
78. J. Slonczewski, J. Magn. Magn. Mater. 159, L1 (1996). 10.1016/0304-8853(96)00062-5
79. L. Berger, Phys. Rev. B 54, 9353 (1996). 10.1103/PhysRevB.54.9353
80. S. S. P. Parkin, X. Jiang, C. Kaiser, A. Panchula, K. Roche, and M. Samant, Proc. IEEE 91, 661 (2003). 10.1109/JPROC.2003.811807
81. Q. He, C. H. Yeh, J. C. Yang, G. Singh-Bhalla, C. W. Laing, P. W. Chiu, G. Catalan, L. W. Martin, Y. H. Chu, J. F. Scott, and R. Ramesh, Phys. Rev. Lett. 108, 067203 (2012). 10.1103/PhysRevLett.108.067203
82. Y. P. Chiu, Y. T. Chen, B. C. Huang, M. C. Shih, J. C. Yang, Q. He, C. W. Liang, J. Seidel, Y. C. Chen, R. Ramesh, and Y. H. Chu, Adv. Mater. 23, 1530 (2011). 10.1002/adma.201004143
83. G. Catalan, J. Seidel, R. Ramesh, and J. F. Scott, Rev. Mod. Phys. 84, 119 (2012). 10.1103/RevModPhys.84.119
84. H. Béa and P. Paruch, Nature Mater. 8, 168 (2009). 10.1038/nmat2393
85. S. Y. Yang, J. Seidel, S. J. Byrnes, P. Shafer, C. H. Yang, M. D. Rossell, P. Yu, Y. H. Chu, J. F. Scott, J. W. Ager III, L. W. Martin, and R. Ramesh, Nat. Nanotechnol. 5, 143 (2010). 10.1038/nnano.2009.451
86. R. Guo, L. You, L. Chen, D. Wu, and J. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 99, 122902 (2011). 10.1063/1.3641905
87. A. Bhatnagar, A. R. Chaudhuri, Y. H. Kim, D. Hesse, and M. Alexe, Nat. Commun. 4, 2835 (2013). 10.1038/ncomms3835
88. J. T. Heron, M. Trassin, K. Ashraf, M. Gajek, Q. He, S. Y. Yang, D. E. Nikonov, Y. H. Chu, S. Salahuddin, and R. Ramesh, Phys. Rev. Lett. 107, 217202 (2011). 10.1103/PhysRevLett.107.217202
89. P. Yu, Y. H. Chu, and R. Ramesh, Mater. Today 15, 320 (2012). 10.1016/S1369-7021(12)70137-2
90. L. You, C. Lu, P. Yang, G. Han, T. Wu, U. Luders, W. Prellier, K. Yao, L. Chen, and J. Wang, Adv. Mater. 22, 4964 (2010). 10.1002/adma.201001990
91. L. You, B. Wang, X. Zou, Z. S. Lim, Y. Yang, D. Hui, C. Lang, and J. Wang, Phys. Rev. B 88, 184426 (2013). 10.1103/PhysRevB.88.184426
92. S. Sahoo, S. Polisetty, C. G. Duan, S. S. Jaswal, E. Y. Tsymbal, and C. Binek, Phys. Rev. B 76, 092108 (2007). 10.1103/PhysRevB.76.092108
93. P. Borisov, A. Hochstrat, X. Chen, W. Kleemann, and C. Binek, Phys. Rev. Lett. 94, 117203 (2005). 10.1103/PhysRevLett.94.117203
94. X. He, Y. Wang, N. Wu, A. N. Caruso, E. Vescovo, K. D. Belashchenko, P. A. Dowben, and C. Binek, Nature Mater. 9, 579 (2010). 10.1038/nmat2785
95. V. Laukhin, V. Skumryev, X. Martí, D. Hrabovsky, F. Sánchez, M. V. García-Cuenca, C. Ferrater, M. Varela, U. Lüders, J. F. Bobo, and J. Fontcuberta, Phys. Rev. Lett. 97, 227201 (2006). 10.1103/PhysRevLett.97.227201
96. V. Skumryev, V. Laukhin, I. Fina, X. Martí, F. Sánchez, M. Gospodinov, and J. Fontcuberta, Phys. Rev. Lett. 106, 057206 (2011). 10.1103/PhysRevLett.106.057206
97. T. H. E. Lahtinen, J. O. Tuomi, and S. van Dijken, Adv. Mater. 23, 3187 (2011). 10.1002/adma.201100426
98. J. Kabelac, S. Ghosh, P. S. Dobal, and R. Katiyar, J. Vac. Sci. Technol., B 25, 1049 (2007). 10.1116/1.2715992
99. V. R. Palkar, J. John, and R. Pinto, Appl. Phys. Lett. 80, 1628 (2002). 10.1063/1.1458695
100. J. F. Ihlefeld, A. Kumar, V. Gopalan, D. G. Schlom, Y. B. Chen, X. Q. Pan, T. Heeg, J. Schubert, X. Ke, P. Schiffer, L. W. Martin, Y. H. Chu, and R. Ramesh, Appl. Phys. Lett. 91, 071922 (2007). 10.1063/1.2767771
101. Y. H. Chu, Q. Zhan, L. W. Martin, M. P. Cruz, P. L. Yang, F. Zavaliche, S. Y. Yang, J. X. Zhang, L. Q. Chen, D. G. Schlom, I. N. Lin, T. B. Wu, and R. Ramesh, Adv. Mater. 18, 2307 (2006). 10.1002/adma.200601098
102. Y. H. Chu, L. W. Martin, M. B. Holcomb, and R. Ramesh, " Controlling magnetism with multiferroics," Mater. Today 10 (10), 16-23 (2007). 10.1016/S1369-7021(07)70241-9
103. F. Saurenbach and B. D. Terris, Appl. Phys. Lett. 56, 1703 (1990). 10.1063/1.103122
104. O. Kolosov, A. Gruverman, J. Hatano, K. Takahashi, and H. Tokumoto, Phys. Rev. Lett. 74, 4309 (1995). 10.1103/PhysRevLett.74.4309
105. A. V. Levlev, S. Jesse, A. N. Morozovsk, E. Strelcov, E. A. Eliseev, Y. V. Pershin, A. Kumar, V. Y. Shur, and S. V. Kalinin, Nat. Phys. 10, 59 (2014). 10.1038/nphys2796
106. L. W. Martin, Y. H. Chu, M. B. Holcomb, M. Huijben, P. Yu, S. J. Han, D. Lee, S. X. Wang, and R. Ramesh, Nano Lett. 8, 2050 (2008). 10.1021/nl801391m
107. V. Garcia, S. Fusil, K. Bouzehouane, S. Enouz-Vedrenne, N. D. Mathur, A. Barthelemy, and M. Bibes, Nature (London) 460, 81 (2009,). 10.1038/nature08128
108. P. Maksymovych, S. Jesse, P. Yu, R. Ramesh, A. P. Baddorf, and S. V. Kalinin, Science 324, 1421 (2009). 10.1126/science.1171200
109. A. Q. Jiang, C. Wang, K. J. Jin, X. B. Liu, J. F. Scott, C. S. Hwang, T. A. Tang, H. B. Lu, and G. Z. Yang, Adv. Mater. 23, 1277 (2011). 10.1002/adma.201004317