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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 Unterricker31Fachbereich 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 Vzz(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).

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