FWF - POLDERs - De-Korrelation der Polarisation in Perovskit-Relaxoren

Relaxormaterialien sind ungeordnete Ferroelektrika, die in letzter Zeit aufgrund ihrer hohen thermisch stabilen dielektrischen Permittivität und Hochfrequenzabstimmbarkeit viel Aufmerksamkeit erregt haben. Aufgrund ihrer schlanken Polarisationshysterese besitzen sie auch eine sehr hohe rückgewinnbare Energiedichte. Diese Eigenschaften machen sie attraktiv als variable Kondensatoren für die Telekommunikation oder als Energiespeicher. In diesem Projekt wird der ferroelektrische Perowskit BaTiO3 als polare Gittermatrix verwendet, und sowohl polare als auch unpolare POLDER werden eingebaut und gesteuert, indem die B-Plätze mit Nb5 + (heterovalent) und Zr4 + (homovalent) gleichzeitig und mit unterschiedlichen Nb / Zr-Verhältnissen substituiert werden. Durch Realraumkartierung mittels Molekulardynamik (MD) in Verbindung mit experimentellen Verteilungsfunktionen für Neutronenstreupaare (PDF) wird die relative Größe polarer und unpolarer POLDER innerhalb der Matrix dargestellt. MD-Berechnungen werden dann mit den makroskopischen dielektrischen / ferroelektrischen Eigenschaften und der Struktur des Gitters korreliert, die beide an Keramikproben gemessen werden. Auf diese Weise wird die Beziehung zwischen POLDER-Größe, Polarität, Verteilung und den makroskopischen Eigenschaften aufgeklärt.