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Enregistrement W4254811941 · doi:10.1002/9783527808465.emc2016.6645

High energy‐resolution <scp>EELS</scp> of ferroelectric and paraelectric <scp>BaTiO3</scp> phases

2016· other· en· W4254811941 sur OpenAlexaff
Matthieu Bugnet, Guillaume Radtke, Steffi Y. Woo, Guo‐zhen Zhu, Gianluigi A. Botton

Notice bibliographique

RevueEuropean Microscopy Congress 2016: Proceedings · 2016
Typeother
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueFerroelectric and Piezoelectric Materials
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTetragonal crystal systemFerroelectricityOctahedronOrthorhombic crystal systemMaterials scienceCondensed matter physicsDielectricPhase transitionPhase (matter)CrystallographyChemistryCrystal structureOptoelectronicsPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BaTiO 3 (BTO) is a widely studied material with several potential applications as a result of its intrinsic ferroelectricity. It undergoes multiple structural phase transitions across a range of accessible temperatures, which have an effect on its ferroelectric properties. While BTO is ferroelectric in its low‐temperature phases—rhombohedral below ∼183 K, orthorhombic in the range ∼183–273 K, and tetragonal in the range ∼273–393 K; it becomes paraelectric above ∼393 K [1]. The ferroelectricity of BTO is directly related to the deviation of the TiO 6 octahedra from perfectly undistorted units, which is linked to the off‐centering of the Ti 4+ cation within a octahedron constituted of six O atoms. Nevertheless, the phase transition mechanisms are still widely discussed, and the exact structure of the paraelectric phase remains unclear. Probing the structural distortion within TiO 6 octahedra of the different BTO phases is therefore of particular interest, especially at the nanoscale for BTO thin films and nanostructures. Recently, it was shown that the O‐K energy‐loss near‐edge structures (ELNES) permitted the probing of this subtle structural distortion [2]. The broadening of the ELNES at lower energy is directly related to the Ti 4+ off‐centering. The O‐site symmetry affects the core‐hole potential created during excitation, which then induces the broadening in the ELNES. In this contribution, the structural distortion of BaTiO 3 (BTO) is studied in its ferroelectric (rhombohedral and tetragonal), and paraelectric phases from the O‐K and Ti‐L 23 near‐edge structures in electron energy‐loss spectroscopy [3]. The high energy‐resolution O‐K and Ti L 23 ELNES of ferroelectric and paraelectric BTO are recorded in a monochromated scanning transmission electron microscope (STEM), using cooling and heating stages to reach the phase transitions in a single crystal thin foil. Modifications of the electronic structure are detected in the lowest energy fine structure of the O‐K edge in the ferroelectric phases (Fig. 1a), and are interpreted by core‐hole valence‐electron screening geometry (Fig. 1c). The broader and more asymmetric lowest energy fine structure at low temperature, suggest that the magnitude of the Ti 4+ off‐centering along ⟨111⟩ increases in lower‐temperature phases. Interestingly, the lowest energy fine structure of the paraelectric phase is comparable to the one obtained at room temperature, hence supporting reports in the literature that the paraelectric phase is actually not cubic [4]. First principles calculations support these experimental evidences: they confirm that the lowest energy fine structure of the O‐K edge is broader for a lower O‐site symmetry, but do not reproduce the asymmetry and the overall shape of this fine structure (Fig. 1b). These discrepancies are ascribed to the approximations inherent to the static core‐hole used within the DFT framework. Furthermore, while the Ti‐L 23 ELNES is commonly used to probe and interpret the structural distortions in titanates, we show that they are only as sensitive as the O‐K ELNES to the structural distortions in BTO (Fig. 2). This finding indicates that the O‐K edge can be used instead of, or complementary to, the Ti‐L 23 edge to probe the structural distortion, and therefore the ferroelectricity, in BTO. The sensitivity of the O‐K edge to subtle structural distortions in BTO shows a new way to probe and better understand the ferroelectricity at the nanoscale, on defective or strained BTO thin films for example [5].

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: Autre
Score de désaccord entre enseignants0,079
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,232
Écart entre enseignants0,224 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2016
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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