The electro-optic response of epitaxially strained grown on bulk substrates is measured as a function of applied in-plane bias (both magnitude and direction) and light polarization. The effective electro-optic coefficients are bias-field dependent. Hysteresis is observed at room temperature, indicative of residual polarity, which is believed to be due to long-lived alignment of nanopolar regions possibly due to defects. A simple model incorporating non--nanoscale domains can account for most of the experimental observations.
REFERENCES
1.
K. A.
Muller
and H.
Burkard
, Phys. Rev. B
19
, 3593
(1979
).2.
J. G.
Bednorz
and K. A.
Muller
, Phys. Rev. Lett.
52
, 2289
(1984
).3.
M.
Itoh
, R.
Wang
, Y.
Inaguma
, T.
Yamaguchi
, Y. -J.
Shan
, and T.
Nakamura
, Phys. Rev. Lett.
82
, 3540
(1999
).4.
S.
Hyun
and K.
Char
, Appl. Phys. Lett.
79
, 254
(2001
).5.
J. H.
Haeni
, P.
Irvin
, W.
Chang
, R.
Uecker
, P.
Reiche
, Y. L.
Li
, S.
Choudhury
, W.
Tian
, M. E.
Hawley
, B.
Craigo
, A. K.
Tagantsev
, X. Q.
Pan
, S. K.
Streiffer
, L. Q.
Chen
, S. W.
Kirchoefer
, J.
Levy
, and D. G.
Schlom
, Nature (London)
430
, 758
(2004
).6.
A.
Antons
, J. B.
Neaton
, K. M.
Rabe
, and D.
Vanderbilt
, Phys. Rev. B
71
, 024102
(2005
).7.
J. H.
Haeni
, C. D.
Theis
, and D. G.
Schlom
, J. Electroceram.
4
, 385
(2000
).8.
M. D.
Biegalski
, Y.
Jia
, V.
Sherman
, R.
Uecker
, P.
Reiche
, S. K.
Streiffer
, D. G.
Schlom
, and S.
Trolier-McKinstry
, Appl. Phys. Lett.
88
, 192907
(2006
).9.
M. D.
Biegalski
, W.
Tian
, S.
Trolier-McKinstry
, D. G.
Schlom
, D. D.
Fong
, J. A.
Eastman
, P. H.
Fuoss
, S. K.
Streiffer
, M. E.
Hawley
, R.
Uecker
, and P.
Reiche
, J. Appl. Phys.
(in press).10.
E.
Poindexter
and A. A.
Giardini
, Phys. Rev.
110
, 1069
(1958
). The residual stress was calculated using an average biaxial modulus of 390.6 GPa, calculated from the elastic constants of strontium titanate from this reference.11.
E.
Courtens
, Phys. Rev. Lett.
29
, 1380
(1972
).12.
J.
Petzelt
, T.
Ostapchuk
, I.
Gregora
, I.
Rychetsky
, S.
Hoffmann-Eifert
, A. V.
Pronin
, Y.
Yuzyuk
, B. P.
Gorshunov
, S.
Kamba
, V.
Bovtun
, J.
Pokorny
, M.
Savinov
, V.
Porokhonskyy
, D.
Rafaja
, P.
Vanek
, A.
Almeida
, M. R.
Chaves
, A. A.
Volkov
, M.
Dressel
, and R.
Waser
, Phys. Rev. B
64
, 184111
(2001
).13.
H.
Hasebe
, Y.
Tsujimi
, R.
Wang
, M.
Itoh
, and T.
Yagi
, Phys. Rev. B
68
, 014109
(2003
).14.
O.
Tikhomirov
, H.
Jiang
, and J.
Levy
, Phys. Rev. Lett.
89
, 147601
(2002
).15.
M.
Yamaguchi
, T.
Yagi
, R.
Wang
, and M.
Itoh
, Phys. Rev. B
63
, 172102
(2001
).16.
R. S. K. S.
Gupta
, J. Raman Spectrosc.
32
, 885
(2001
).17.
A. A.
Sirenko
, C.
Bernhard
, A.
Golnik
, A. M.
Clark
, J. H.
Hao
, W. D.
Si
, and X. X.
Xi
, Nature (London)
404
, 373
(2000
).18.
P.
Kuzel
, F.
Kadlec
, H.
Nemec
, R.
Ott
, E.
Hollmann
, and N.
Klein
, Appl. Phys. Lett.
88
, 102901
(2006
).19.
M.
Misra
, K.
Kotani
, I.
Kawayama
, H.
Murakami
, and M.
Tonouchi
, Appl. Phys. Lett.
87
, 182909
(2005
).20.
21.
C.
Hubert
, J.
Levy
, A. C.
Carter
, W.
Chang
, S. W.
Kiechoefer
, J. S.
Horwitz
, and D. B.
Chrisey
, Appl. Phys. Lett.
71
, 3353
(1997
).22.
Handbook of Optics
(McGraw-Hill
, New York
, 1995
), Vol. II
.23.
G.
Burns
and F. H.
Dacol
, Phys. Rev. B
28
, 2527
(1983
).24.
A.
Vasudevarao
, A.
Kumar
, L.
Tian
, J. H.
Haeni
, Y. L.
Li
, C. -J.
Eklund
, Q. X.
Jia
, R.
Uecker
, P.
Reiche
, K. M.
Rabe
, L. Q.
Chen
, D. G.
Schlom
, and V.
Gopalan
, Phys. Rev. Lett.
97
, 257602
(2006
).25.
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
).26.
D. D.
Nolte
, Photorefractive Effect and Materials
(Kluwer Academic
, Boston
, 1995
).27.
F.
Xu
, S.
Trolier-McKinstry
, W.
Ren
, B. M.
Xu
, Z. L.
Xie
, and K. J.
Hemker
, J. Appl. Phys.
89
, 1336
(2001
).28.
C.
Hubert
, J.
Levy
, T. V.
Rivkin
, C.
Carlson
, P. A.
Parilla
, J. D.
Perkins
, and D. S.
Ginley
, Appl. Phys. Lett.
79
, 2058
(2001
).© 2009 American Institute of Physics.
2009
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.