Про стан та перспективи розвитку фізики фероїків в Україні
За матеріалами наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 13 грудня 2017 року
DOI:
https://doi.org/10.15407/visn2018.02.042Ключові слова:
фероїки, мультифероїки, фазові переходи, розмірні ефекти, наноматеріалиАнотація
Доповідь охоплює широке коло питань, що мають важливе значення для вирішення актуальних проблем розвитку фізики фероїків в Україні. Зазначено, що фероїки є унікальними об’єктами для фундаментальних фізичних досліджень складних нелінійних процесів і явищ, які відбуваються в цих речовинах у мікро- і наномасштабі. Завдяки можливості керування фізичними властивостями фероїків за допомогою розмірних ефектів наноструктури на їх основі є одними з найперспективніших для застосувань у наноелектроніці, наноелектромеханіці, оптоелектроніці, нелінійній оптиці та інформаційних технологіях. У НАН України сформувалася наукова школа з фізики фероїків, характерною ознакою якої є глибока інтегрованість у міжнародну наукову спільноту. Українські вчені отримали ряд пріоритетних результатів, які мають фундаментальне значення для розуміння нелінійних фізичних процесів у нанофероїках, а також є важливими для їх новітніх застосувань у наноелектроніці.
Посилання
Glinchuk M.D., Ragulya A.V. Nanoferroics. (Kyiv: Naukova Dumka, 2010).
Glinchuk M.D., Ragulya A.V., Stephanovich V.A. Nanoferroics. Springer Series in Materials Science. (Dordrecht: Springer, 2013). https://doi.org/10.1007/978-94-007-5992-3
Ferroics. https://en.wikipedia.org/wiki/Ferroics
Aizu K. Possible species of “ferroelastic” crystals and of simultaneously ferroelectric and ferroelastic crystals. J. Phys. Soc. Jpn. 1969. 27(2): 387. https://doi.org/10.1143/JPSJ.27.387
Aizu K. Possible species of ferromagnetic, ferroelectric, and ferroelastic crystals. Phys. Rev. B. 1970. 2(3): 754. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.2.754
Kim Y.-M., Kumar A., Hatt A., Morozovska A.N., Tselev A., Biegalski M.D., Ivanov I., Eliseev E.A., Pennycook S.J., Rondinelli J.M., Kalinin S.V., Borisevich A.Y. Interplay of octahedral tilts and polar order in BiFeO3 films. Adv. Mater. 2013. 25(17): 2497. https://doi.org/1002/adma.201204584
Morozovska A.N., Khist V.V., Glinchuk M.D., Gopalan V., Eliseev E.A. Linear antiferrodistortive-antiferromagnetic effect in multiferroics: physical manifestations. Phys. Rev. B. 2015. 92(5): 054421. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.054421
Pyatakov A.P., Zvezdin A.K. Magnetoelectric and multiferroic media. Physics-Uspekhi. 2012. 55(6): 557. https://doi.org/10.3367/UFNe.0182.201206b.0593
Karpinsky D.V., Eliseev E.A., Xue F., Silibin M.V., Franz A., Glinchuk M.D., Troyanchuk I.O., Gavrilov S.A., Gopalan V., Chen L.-Q., Morozovska A.N. Thermodynamic potential and phase diagram for multiferroic bismuth ferrite (BiFeO3 ). npj Comput. Mater. 2017. 3: 20 https://doi.org/10.1038/s41524-017-0021-3
Baryakhtar V.G., Gorobets Yu.I. Cylindrical magnetic domains and their lattices. (Kyiv: Naukova Dumka, 1988).
Vysochanskii Yu.M., Slivka V.Yu. Ferroelectrics of Sn2P2S6 family. Properties in the Lifshitz point vicinity. (Lviv, 1994).
Odulov S.G., Soskin M.S., Khizhnyak A.I. Lasers by Dynamic Gratings. (Moscow: Nauka, 1990).
Stasyuk I.V., Levitsky R.R., Saban A.Ya. In: Problems of Modern Statistical Physics. (Kyiv: Naukova Dumka, 1985). P. 274–285.
Kalinin S.V., Morozovska A.N., Chen L.-Q., Rodriguez B.J. Local polarization dynamics in ferroelectric materials (author review). Rep. Prog. Phys. 2010. 73(5): 056502. http://dx.doi.org/10.1088/0034-4885/73/5/056502
Kalinin S.V., Kim Yu., Fong D., Morozovska A.N. Surface screening mechanisms in ferroelectric thin films and its effect on polarization dynamics and domain structures (author review). Rev. Prog. Phys. 2017. https://arxiv.org/abs/1612.08266
Glinchuk M.D., Eliseev E.A., Morozovska A.N., Blinc R. Giant magnetoelectric effect induced by intrinsic surface stress in ferroic nanorods. Phys. Rev. B. 2008. 77(2): 024106. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.77.024106
Morozovska A.N., Glinchuk M.D. Reentrant phase in nanoferroics induced by the flexoelectric and Vegard effects. J. Appl. Phys. 2016. 119(9): 094109. http://dx.doi.org/10.1063/1.4942859
Eliseev E.A., Vorotiahin I.S., Fomichov Y.M., Glinchuk M.D., Kalinin S.V., Genenko Yu.A., Morozovska A.N. Defect driven flexo-chemical coupling in thin ferroelectric films. (Accepted to Physical Review B). https://arxiv.org/abs/1708.00904
Eliseev E.A., Morozovska A.N., Glinchuk M.D., Blinc R. Spontaneous flexoelectric/flexomagnetic effect in nanoferroics. Phys. Rev. B. 2009. 79(16): 165433. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.165433
Zubko P., Catalan G., Tagantsev A.K. Flexoelectric Effect in Solids. Annu. Rev. Mater. Res. 2013. 43(1): 387. http://dx.doi.org/10.1146/annurev-matsci-071312-121634
Freedman D.A., Roundy D., Arias T.A. Elastic effects of vacancies in strontium titanate: Short-and long-range strain fields, elastic dipole tensors, and chemical strain. Phys. Rev. B. 2009. 80(6): 064108. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.80.064108
Zhu J., Han W., Zhang H., Yuan Z., Wang X., Li L., Jin Ch.Phase coexistence evolution of nano BaTiO3 as function of particle sizes and temperatures. J. Appl. Phys. 2012. 112(6): 064110. http://dx.doi.org/10.1063/1.4751332
Eliseev E.A., Morozovska A.N., Glinchuk M.D., Kalinin S.V. Missed surface waves in non-piezoelectric solids. Phys. Rev. B. 2017. 96(4): 045411. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.045411
Morozovska A.N., Vysochanskii Yu.M., Varenik O.V., Silibin M.V., Kalinin S.V., Eliseev E.A. Flexocoupling impact on the generalized susceptibility and soft phonon modes in the ordered phase of ferroics. Phys. Rev. B. 2015. 92(9): 094308. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.92.094308
Morozovska A.N., Eliseev E.A., Scherbakov C.M., Vysochanskii Yu.M. The influence of elastic strain gradient on the upper limit of flexocoupling strength, spatially-modulated phases and soft phonon dispersion in ferroics. Phys. Rev. B. 2016. 94(17): 174112. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.94.174112
Morozovska A.N., Glinchuk M.D., Eliseev E.A., Vysochanskii Yu.M. Flexocoupling-induced soft acoustic mode and the spatially modulated phases in ferroelectrics. Phys. Rev. B. 2017. 96(9): 094111. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.96.094111
Hlinka J., Quilichini M., Currat R., Legrand J.F. Dynamical properties of the normal phase of betaine calcium chloride dihydrate. I. Experimental results. J. Phys.: Condens. Matter. 1996. 8(43): 8207. http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/8/43/016
Morozovska A.N., Eliseev E.A., Strikha M.V. Ballistic conductivity of graphene channel with p-n junction on ferroelectric domain wall. Appl. Phys. Lett. 2016. 108(23), 232902. http://dx.doi.org/10.1063/1.4953226
Kurchak A.I., Eliseev E.A.,. Kalinin S.V., Strikha M.V., Morozovska A.N. P-N junctions dynamics in graphene channel induced by ferroelectric domains motion. Phys. Rev. Appl. 2017. 8(2): 024027. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevApplied.8.024027
Morozovska A.N., Kurchak A.I., Strikha M.V. Graphene exfoliation at ferroelectric domain wall induced by piezoeffect: impact on the conduction of graphene channel. Phys. Rev. Appl. 2017. 8(5): 054004 https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.8.054004
Jung I., Son J.Y. A nonvolatile memory device made of a graphene nanoribbon and a multiferroic BiFeO3 gate dielectric layer. Carbon. 2012. 50(10):3854. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2012.04.027
Kim W.Y., Kim H.-D., Kim T.-T., Park H.-S., Lee K.H., Choi H.J., Lee S.H., Son J.-H., Park N.-K., Min B.K. Graphene-ferroelectric metadevices for nonvolatile memory and reconfigurable logic-gate operations. Nat. Commun. 2016. 7: 10429. http://dx.doi.org/10.1038/ncomms10429
Yang S.M., Morozovska A.N., Kumar R., Eliseev E.A., Cao Y., Mazet L., Balke N., Jesse S., Vasudevan R., Dubourdieu C., Kalinin S.V. Mixed electrochemical-ferroelectric states in nanoscale ferroelectrics. Nat. Phys. 2017. 13(8): 812. http://dx.doi.org/10.1038/nphys4103
Morozovska A.N., Eliseev E.A., Morozovsky N.V., Kalinin S.V. Ferroionic states in ferroelectric thin films. Phys. Rev. B. 2017. 95(19): 195413. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.95.195413
Morozovska A.N., Eliseev E.A., Kurchak A.I., Morozovsky N.V., Vasudevan R.K., Strikha M.V., Kalinin S.V. Effect of surface ionic screening on polarization reversal scenario in ferroelectric thin films: crossover from ferroionic to antiferroionic states. Phys. Rev. B. 2017. 96(24): 245405. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.96.245405
