We studied the phase transitions, domain morphologies, and polarizations in superlattices grown on substrates. Using the phase field approach, we discovered the remarkable influence of film/substrate interfacial coherency on the ferroelectricity of the layers within a superlattice: it is an orthorhombic ferroelectric for an incoherent interface while it exhibits only induced polarization by the adjacent layers for a coherent interface. We presented the domain morphologies within individual and layers which have different ferroelectric symmetries. The results are compared to ultraviolet Raman spectroscopy and variable temperature x-ray diffraction measurements.
REFERENCES
1.
H.
Tabata
, H.
Tanaka
, and T.
Kawai
, Appl. Phys. Lett.
65
, 1970
(1994
).2.
Z. Y.
Wang
, T.
Yasuda
, S.
Hatatani
, and S.
Oda
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
38
, 6817
(1999
).3.
D.
O’Neill
, R. M.
Bowman
, and J. M.
Gregg
, Appl. Phys. Lett.
77
, 1520
(2000
).4.
J.
Kim
, Y.
Kim
, Y. S.
Kim
, J.
Lee
, L.
Kim
, and D.
Jung
, Appl. Phys. Lett.
80
, 3581
(2002
).5.
T.
Shimuta
, O.
Nakagawara
, T.
Makino
, S.
Arai
, H.
Tabata
, and T.
Kawai
, J. Appl. Phys.
91
, 2290
(2002
).6.
S.
Rios
, A.
Ruediger
, A. Q.
Jiang
, J. F.
Scott
, H.
Lu
, and Z.
Chen
, J. Phys.: Condens. Matter
15
, L305
(2003
).7.
A. Q.
Jiang
, J. F.
Scott
, H. B.
Lu
, and Z. H.
Chen
, J. Appl. Phys.
93
, 1180
(2003
).8.
J. B.
Neaton
and K. M.
Rabe
, Appl. Phys. Lett.
82
, 1586
(2003
).9.
H. N.
Lee
, H. M.
Christen
, M. F.
Chisholm
, C. M.
Rouleau
, and D. H.
Lowndes
, Nature (London)
434
, 792
(2005
).10.
L. J.
Kim
, J.
Kim
, D. G.
Jung
, and J.
Lee
, Appl. Phys. Lett.
87
, 052903
(2005
).11.
K.
Johnston
, X. Y.
Huang
, J. B.
Neaton
, and K. M.
Rabe
, Phys. Rev. B
71
, 100103
(2005
).12.
D. A.
Tenne
, A.
Bruchhausen
, N. D.
Lanzillotti-Kimura
, A.
Fainstein
, R. S.
Katiyar
, A.
Cantarero
, A.
Soukiassian
, V.
Vaithyanathan
, J. H.
Haeni
, W.
Tian
, D. G.
Schlom
, K. J.
Choi
, D. M.
Kim
, C. B.
Eom
, H. P.
Sun
, X. Q.
Pan
, Y. L.
Li
, L. Q.
Chen
, Q. X.
Jia
, S. M.
Nakhmanson
, K. M.
Rabe
, and X. X.
Xi
, Science
313
, 1614
(2006
).13.
Y. L.
Li
, S. Y.
Hu
, D.
Tenne
, A.
Soukiassian
, D. G.
Schlom
, X. X.
Xi
, K. J.
Choi
, C. B.
Eom
, A.
Saxena
, T.
Lookman
, Q. X.
Jia
, and L. Q.
Chen
, Appl. Phys. Lett.
91
, 112914
(2007
).14.
S.
Lisenkov
and L.
Bellaiche
, Phys. Rev. B
76
, 020102
(R) (2007
).15.
Y. L.
Li
, S. Y.
Hu
, Z. K.
Liu
, and L. Q.
Chen
, Acta Mater.
50
, 395
(2002
).16.
Y. L.
Li
, S. Y.
Hu
, Z. K.
Liu
, and L. Q.
Chen
, Appl. Phys. Lett.
78
, 3878
(2001
).17.
A. K.
Tagantsev
, E.
Courtens
, and L.
Arzel
, Phys. Rev. B
64
, 224107
(2001
).18.
Y. L.
Li
, S.
Choudhury
, J. H.
Haeni
, M. D.
Biegalski
, A.
Vasudevarao
, A.
Sharan
, H. Z.
Ma
, J.
Levy
, V.
Gopalan
, S.
Trolier-McKinstry
, D. G.
Schlom
, Q. X.
Jia
, and L. Q.
Chen
, Phys. Rev. B
73
, 184112
(2006
).19.
K. H.
Chew
, Y.
Ishibashi
, F. G.
Shin
, and H. L. W.
Chan
, J. Phys. Soc. Jpn.
72
, 2364
(2003
).20.
A. L.
Roytburd
, S.
Zhong
, and S. P.
Alpay
, Appl. Phys. Lett.
87
, 092902
(2005
).© 2007 American Institute of Physics.
2007
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.