Article (Périodiques scientifiques)
First-principles study of PbTiO3 under uniaxial strains and stresses
Sharma, Henu; KREISEL, Jens; Ghosez, Philippe
2014In Physical Review. B, 90 (21)
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Résumé :
[en] The behavior of PbTiO3 under uniaxial strains and stresses is investigated from first-principles calculations within density functional theory. We show that irrespective of the uniaxial mechanical constraint applied, the system keeps a purely ferroelectric ground state, with the polarization aligned either along the constraint direction (FEz phase) or along one of the pseudocubic axes perpendicular to it (FEx phase). This contrasts with the cases of isotropic and biaxialmechanical constraints for which novel phases combining ferroelectric and antiferrodistortive motions have been previously reported. Under uniaxial strain, PbTiO3 switched from an FEx ground state under compressive strain to an FEz ground state under tensile strain beyond a critical strain ηc zz ≈ +1%. Under uniaxial stress, PbTiO3 exhibits either an FEx ground state under compression (σzz < 0) or an FEz ground state under tension (σzz > 0). Here, however, an abrupt jump of the structural parameters is also predicted under both compressive and tensile stresses at critical values σzz ≈ +2 and −8 GPa. This behavior appears to be similar to that predicted under negative isotropic pressure and might turn out to be practically useful for enhancing the piezoelectric response in nanodevices.
Disciplines :
Physique
Auteur, co-auteur :
Sharma, Henu;  Université de Liège - ULg, Belgium > Physique Theorique des Materiaux ; Grenoble INP-CNRS, France > Laboratoire des Materiaux et Genie Physique, ; Centre de Recherche Public Gabriel Lippmann, Belvaux, Luxembourg > Departement Science et Analyse des Materiaux
KREISEL, Jens ;  University of Luxembourg > Faculty of Science, Technology and Communication (FSTC) > Physics and Materials Science Research Unit ; Centre de Recherche Publique Gabriel Lippmann, Belvaux, Luxembourg > Departement Science et Analyse des Materiaux
Ghosez, Philippe;  Université de Liège - ULg, Belgium > Physique Theorique des Materiaux
Co-auteurs externes :
yes
Langue du document :
Anglais
Titre :
First-principles study of PbTiO3 under uniaxial strains and stresses
Date de publication/diffusion :
2014
Titre du périodique :
Physical Review. B
ISSN :
1098-0121
Volume/Tome :
90
Fascicule/Saison :
21
Peer reviewed :
Peer reviewed
Commentaire :
Times Cited: 0 0 Journal Article
Disponible sur ORBilu :
depuis le 18 juin 2015

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