Phase-field modeling of the impact of charged defects on hysteresis loops in PTO ferroelectric thin films

Методом фазово-полевого моделирования на основе теории Ландау-Гинзбурга-Девоншира исследовано влияние заряженных точечных дефектов на гистерезисные характеристики сегнетоэлектрических тонких плёнок. Проведено систематическое параметрическое исследование зависимости остаточной поляризации и коэрцитивного поля от величины заряда дефекта и эффективной плотности дефектов. Установлено, что увеличение заряда или плотности дефектов приводит к сужению петли гистерезиса вплоть до полного подавления сегнетоэлектрических свойств вследствие развития внутренних деполяризующих полей. Построены фазовые диаграммы, на которых идентифицирована критическая граница перехода от устойчивого сегнетоэлектрического состояния к параэлектрикоподобному поведению. Результаты представляют интерес для разработки высоконадежных сегнетоэлектрических устройств наноэлектроники и открывают перспективы целенаправленной инженерии дефектов для управления функциональными характеристиками тонких плёнок.