Comportamiento ferroeléctrico de una nanoesfera de titanato de plomo debido a campos de despolarización y a esfuerzos mecánicos

Abstract

Un modelo teórico fundamentado en la teoría de Ginzburg-Landau-Devonshire se ha desarrollado para estudiar y predecir los efectos que produce la disminución del tamaño de partícula en una nanoesfera de PbTiO3, sometida a la acción simultánea de campos de despolarización y esfuerzos mecánicos. Se consideró una nanoesfera con una capa de cargas espaciales en su superficie, y con dominios de 180° generados por la minimización de la energía libre de despolarización. Las densidades de energía de despolarización, de pared de dominio y la densidad de energía electro-elástica fueron incorporadas en la energía libre del sistema. Para la determinación de la polarización espontánea y de la temperatura de transición de la nanopartícula se minimizó la energía libre. Se observa que la estabilidad de la fase ferroeléctrica de la nanoesfera se ve favorecida con la reducción del grosor de la capa de cargas espaciales en la superficie, con la aplicación de esfuerzos de tensión y para configuraciones con un número de dominios de 180° elevado. Además, el modelo predice que no es posible un cambio de orden de la transición ferroeléctrica en la nanoesfera con dominios de 180° bajo la acción de esfuerzos mecánicos.

Keywords

• Transición ferroeléctrica
• Titanato de plomo
• Despolarización
• Esfuerzo
• Nanopartícula