Ferroelectric domain orientations have been mapped using piezo-force microscopy, allowing the calculation and statistical analysis of interfacial polarization angles, the head-to-tail or head-to-head configuration, and any cross-coupling terms. Within 1 µm2 of an epitaxial (001)p-oriented BiFeO3 film, there are >40 µm of linear domain boundary based on over 500 interfaces. 71° domain walls dominate the interfacial polarization angles, with a 2:1 preference for uncharged head-to-tail versus charged head-to-head boundary types. This mapping technique offers a unique perspective on domain boundary distributions, important for ferroelectric and multiferroic applications where domain wall parameters are critical.
REFERENCES
1.
Y. H.
Chu
, Q.
Zhan
, L. W.
Martin
, M. P.
Cruz
, P. L.
Yang
, G. W.
Pabst
, F.
Zavaliche
, S. Y.
Yang
, J. X.
Zhang
, L. Q.
Chen
, D. G.
Schlom
, I. N.
Lin
, T. B.
Wu
, and R.
Ramesh
, Adv. Mater.
18
(17
), 2307
(2006
).2.
H. W.
Jang
, D.
Ortiz
, S. H.
Baek
, C. M.
Folkman
, R. R.
Das
, P.
Shafer
, Y.
Chen
, C. T.
Nelson
, X.
Pan
, R.
Ramesh
, and C. B.
Eom
, Adv. Mater.
21
(7
), 817
(2009
).3.
C. J. M.
Daumont
, S.
Farokhipoor
, A.
Ferri
, J. C.
Wojdel
, J.
Iniguez
, B. J.
Kooi
, and B.
Noheda
, Phys. Rev. B
81
(14
), 144115
(2010
).4.
J.
Seidel
, L. W.
Martin
, Q.
He
, Q.
Zhan
, Y. H.
Chu
, A.
Rother
, M. E.
Hawkridge
, P.
Maksymovych
, P.
Yu
, M.
Gajek
, N.
Balke
, S. V.
Kalinin
, S.
Gemming
, F.
Wang
, G.
Catalan
, J. F.
Scott
, N. A.
Spaldin
, J.
Orenstein
, and R.
Ramesh
, Nature Mater.
8
(3
), 229
(2009
).5.
A.
Gruverman
, D.
Wu
, H.
Lu
, Y.
Wang
, H. W.
Jang
, C. M.
Folkman
, M. Y.
Zhuravlev
, D.
Felker
, M.
Rzchowski
, C. B.
Eom
, and E. Y.
Tsymbal
, Nano Lett.
9
(10
), 3539
(2009
).6.
A.
Roelofs
, U.
Bottger
, R.
Waser
, F.
Schlaphof
, S.
Trogisch
, and L. M.
Eng
, Appl. Phys. Lett.
77
(21
), 3444
(2000
).7.
C. S.
Ganpule
, V.
Nagarajan
, B. K.
Hill
, A. L.
Roytburd
, E. D.
Williams
, R.
Ramesh
, S. P.
Alpay
, A.
Roelofs
, R.
Waser
, and L. M.
Eng
, J. Appl. Phys.
91
(3
), 1477
(2002
).8.
F.
Zavaliche
, R. R.
Das
, D. M.
Kim
, C. B.
Eom
, S. Y.
Yang
, P.
Shafer
, and R.
Ramesh
, Appl. Phys. Lett.
87
(18
), 182912
(2005
).9.
S. V.
Kalinin
, B. J.
Rodriguez
, S.
Jesse
, J.
Shin
, A. P.
Baddorf
, P.
Gupta
, H.
Jain
, D. B.
Williams
, and A.
Gruverman
, Microsc. Microanal.
12
(3
), 206
(2006
).10.
R.
Nath
, S.
Hong
, J. A.
Klug
, A.
Imre
, M. J.
Bedzyk
, R. S.
Katiyar
, and O.
Auciello
, Appl. Phys. Lett.
96
(16
), 163101
(2010
).11.
M.
Park
, S.
Hong
, J. A.
Klug
, M. J.
Bedzyk
, O.
Auciello
, K.
No
, and A.
Petford-Long
, Appl. Phys. Lett.
97
(11
), 112907
(2010
).12.
J. F.
Ihlefeld
, A.
Kumar
, V.
Gopalan
, D. G.
Schlom
, Y. B.
Chen
, X. Q.
Pan
, T.
Heeg
, J.
Schubert
, X.
Ke
, P.
Schiffer
, J.
Orenstein
, L. W.
Martin
, Y. H.
Chu
, and R.
Ramesh
, Appl. Phys. Lett.
91
(7
), 071922
(2007
).13.
J. F.
Ihlefeld
, N. J.
Podraza
, Z. K.
Liu
, R. C.
Rai
, X.
Xu
, T.
Heeg
, Y. B.
Chen
, J.
Li
, R. W.
Collins
, J. L.
Musfeldt
, X. Q.
Pan
, J.
Schubert
, R.
Ramesh
, and D. G.
Schlom
, Appl. Phys. Lett.
92
(14
), 142908
(2008
).14.
R.
Nath
, Y. H.
Chu
, N. A.
Polomoff
, R.
Ramesh
, and B. D.
Huey
, Appl. Phys. Lett.
93
(7
), 072905
(2008
).15.
N. A.
Polomoff
, R. N.
Premnath
, J. L.
Bosse
, and B. D.
Huey
, J. Mater. Sci.
44
(19
), 5189
(2009
).16.
S. K.
Streiffer
, C. B.
Parker
, A. E.
Romanov
, M. J.
Lefevre
, L.
Zhao
, J. S.
Speck
, W.
Pompe
, C. M.
Foster
, and G. R.
Bai
, J. Appl. Phys.
83
(5
), 2742
(1998
).17.
A.
Lubk
, S.
Gemming
, and N. A.
Spaldin
, Phys. Rev. B
80
(10
), 104110
(2009
).© 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
