Hamburg 2001 – scientific programme

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 2: Elektrische und optische Eigenschaften II

DF 2.5: Fachvortrag

Monday, March 26, 2001, 16:30–16:50, S18/19

Beeinflussung des elektrischen Feldgradienten in BaTiO₃ durch ein äußeres elektrisches Feld — •Marc Dietrich¹, Jörn Bartels², Kristian Freitag², Manfred Deicher¹, Vyacheslav Samokhvalov³ und Sepp Unterricker³ — ¹Fachbereich Physik, Universität Konstanz, 78457 Konstanz — ²Institut für Angewandte Physik, TU Bergakademie Freiberg, 09596 Freiberg — ³Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn

In Festkörpern liegen elektrische Feldgradienten (EFG) auf Gitterplä tzen aufgrund nichtkubischer Punktsymmetrie vor und lassen sich mit der Methode der gestörten γ γ -Winkelkorrelation (PAC) messen. Makroskopisch können meßbare EFG nicht erzeugt werden. Vorgestellt werden Experimente, in denen wir mit Hilfe des inversen piezoelektrischen Effektes einen uniaxialen Druck erzeugt haben. In einen BaTiO₃ -Einkristall wurde ¹¹¹In(¹¹¹Cd) implantiert (160 keV, 2× 10 ¹³cm⁻²). Nach Ausheilung des Implantationsschadens wurde der Kristall einem elektrischen Feld (-3...+4 kV/mm parallel zur polaren c-Achse) ausgesetzt und der EFG am ¹¹¹In(¹¹¹Cd) mittels PAC gemessen. Der EFG zeigt eine quadratische Abhängigkeit von dem äußeren elektrischen Feld gemäß V_zz(E) = (173(1) + 8.0(2) E/kV/mm + 4.0(1) E²/kV²/mm²)× 10¹⁸ V/m². Der lineare Anteil rührt von der linearen Änderung der Gitterkonstanten beim piezoelektrischen Effekt her. Die quadratische Abhängigkeit des EFG vom äußeren elektrischen Feld ist qualitativ mit der nichtlinearen Polarisation der Elektronenhüllen im Kristallgitter erklärbar. Dem quantitativen Verständnis dienen Berechnungen der EFG nach first-principles. Diese Arbeit wurde vom BMBF gefördert (03-DE5KO1-6, 03-DE5KO2-9).