Ferroelektrische Systeme

Ferroelektrika sind piezoelektrische Materialien, welche zusätzlich zwei Bedingungen erfüllen: (1) Sie besitzen mindestens zwei stabile Polarisationszustände in Abwesenheit von elektrischen Feldern und (2) man kann die Polarisationszustände mit einem externen elektrischen Feld umschalten. Ferroelektrika sind von einer Vielfalt ungewöhnlicher und vorteilhafter Eigenschaften gekennzeichnet und werden daher für die Herstellung elektro-optischer und akusto-optischer Bauteile massiv eingesetzt. Insbesondere werden sie hier in Paderborn benutzt, um die Wellenleiter anzufertigen, die im Fokus vom SFB-TRR142 stehen. Volumen- und Oberflächeneigenschaften ferroelektrischer Kristalle so wie der ferroelektrische Phasenübergang werden effizient aus einer atomaren Perspektive modelliert. Grundzustandseigenschaften, angeregte Zustände und die Mechanismen der Polarisationsumkehr (sowohl in Volumenmaterial als auch in dünnen Schichten) können somit erklärt werden. In unserer Arbeitsgruppe stehen die Ferroelektrika LiNbO₃, KNbO₃ and BaTiO₃ besonders im Fokus.