A single-domain thermodynamic theory is employed to predict the spontaneous polarizations of (001)c, (101)c, and (111)c oriented epitaxial BiFeO3 thin films grown on dissimilar substrates. The effects of various substrate-induced strains on the spontaneous polarization were studied. The dependences of the spontaneous polarization on film orientations and the types of substrate-induced strains were analyzed.

1.
J.
Wang
,
J. B.
Neaton
,
H.
Zheng
,
V.
Nagarajan
,
S. B.
Ogale
,
B.
Liu
,
D.
Viehland
,
V.
Vaithyanathan
,
D. G.
Schlom
,
U. V.
Waghmare
,
N. A.
Spaldin
,
K. M.
Rabe
,
M.
Wuttig
, and
R.
Ramesh
,
Science
299
,
1719
(
2003
).
2.
T.
Zhao
,
A.
Scholl
,
F.
Zavaliche
,
K.
Lee
,
M.
Barry
,
A.
Doran
,
M. P.
Cruz
,
Y. H.
Chu
,
C.
Ederer
,
N. A.
Spaldin
,
R. R.
Das
,
D. M.
Kim
,
S. H.
Baek
,
C. B.
Eom
, and
R.
Ramesh
,
Nat. Mater.
5
,
823
(
2006
).
3.
R.
Ramesh
and
N. A.
Spaldin
,
Nat. Mater.
6
,
21
(
2007
).
4.
J. F.
Li
,
J.
Wang
,
M.
Wuttig
,
R.
Ramesh
,
N.
Wang
,
B.
Ruette
,
A. P.
Pyatakov
,
A. K.
Zvezdin
, and
D.
Viehland
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
5261
(
2004
).
5.
F.
Bai
,
J.
Wang
,
M.
Wuttig
,
J. F.
Li
,
N.
Wang
,
A. P.
Pyatakov
,
A. K.
Zvezdin
,
L. E.
Cross
, and
D.
Viehland
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
032511
(
2005
).
6.
K. J.
Choi
,
M.
Biegalski
,
Y. L.
Li
,
A.
Sharan
,
J.
Schubert
,
R.
Uecker
,
P.
Reiche
,
Y. B.
Chen
,
X. Q.
Pan
,
V.
Gopalan
,
L. Q.
Chen
,
D. G.
Schlom
, and
C. B.
Eom
,
Science
306
,
1005
(
2004
).
7.
C.
Bungaro
and
K. M.
Rabe
,
Phys. Rev. B
69
,
184101
(
2004
).
8.
C.
Ederer
and
N. A.
Spaldin
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
257601
(
2005
).
9.
C.
Ederer
and
N. A.
Spaldin
,
Phys. Rev. B
71
,
224103
(
2005
).
10.
Q.
Jiang
and
J. H.
Qiu
,
J. Appl. Phys.
99
,
103901
(
2006
).
11.
N. A.
Pertsev
,
A. G.
Zembilgotov
, and
A. K.
Tagantsev
,
Phys. Rev. Lett.
80
,
1988
(
1998
).
12.
N. A.
Pertsev
,
A. K.
Tagantsev
, and
N.
Setter
,
Phys. Rev. B
61
,
R825
(
2000
).
13.
A. K.
Tagantsev
,
N. A.
Pertsev
,
P.
Muralt
, and
N.
Setter
,
Phys. Rev. B
65
,
012104
(
2001
).
14.
Z. G.
Ban
and
S. P.
Alpay
,
J. Appl. Phys.
91
,
9288
(
2002
).
15.
A. G.
Zembilgotov
,
N. A.
Pertsev
,
U.
Böttger
, and
R.
Waser
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
052903
(
2005
).
16.
G. A.
Smolenskii
and
I. E.
Chupis
,
Sov. Phys. Usp.
25
,
475
(
1982
).
17.
R.
Haumont
,
J.
Kreisel
,
P.
Bouvier
, and
F.
Hippert
,
Phys. Rev. B
73
,
132101
(
2006
).
18.
F.
Kubel
and
H.
Schmid
,
Acta Crystallogr.
46
,
698
(
1990
).
19.
B.
Ruette
,
S.
Zvyagin
,
A. P.
Pyatakov
,
A.
Bush
,
J. F.
Li
,
V. I.
Belotelov
,
A. K.
Zvezdin
, and
D.
Viehland
,
Phys. Rev. B
69
,
064114
(
2004
).
20.
J.
Wang
, Ph.D. thesis,
University of Maryland
,
2005
.
21.
Y. H.
Chu
(unpublished).
22.
D.
Vanderbilt
and
M. H.
Cohen
,
Phys. Rev. B
63
,
094108
(
2001
).
23.
G. Y.
Xu
,
H.
Hiraka
,
G.
Shirane
,
J. F.
Li
,
J. L.
Wang
, and
D.
Viehland
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
182905
(
2005
).
24.
M. K.
Singh
,
H. M.
Jang
,
S.
Ryu
, and
M. H.
Jo
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
042907
(
2006
).
25.
G. Y.
Xu
,
J. F.
Li
, and
D.
Viehland
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
222901
(
2006
).
You do not currently have access to this content.