Quantum Monte Carlo study on speckle variation due to photorelaxation of ferroelectric clusters in paraelectric barium titanate
从理论上研究了软x射线激光泵浦-探测测量中观察到的顺电钛酸钡晶体的时间相关散斑对泵浦和探测脉冲的相关光学响应。基于软X射线光子和铁电声子耦合模型计算了散射几率。发现散斑的变化与抽运脉冲产生的铁电团簇的弛豫动力学有关。此外，临界减缓集群弛豫温度降低对顺电-铁电转变温度。通过量子蒙特卡罗模拟揭示了临界慢化、局域偶极涨落与晶体结构的关系。
2009-03-19 cond-mat.mtrl-sci
High-Field Conduction in Barium Titanate
我们目前的电流-电压研究非常薄（约。77 nm）钛酸钡单晶高达1.3 GV/m的应用领域。这些结果表明，根据Rose的原始模型[Phys.Rev.97，1537（1955）]，在高场下的漏电流机制是在具有连续分布陷阱的区域中的空间电荷限制传导（SCLC）机制。与BaTiO 3导电的早期研究相比，本研究代表了x5的因子[A. Branwood等人，Proc. Phys. Soc. London 79，1161（1962）]。比较也给出了陶瓷多层钛酸钡电容器，显示类似的SCLC行为。这些数据与可变距离跳频完全不相容[B. I.苏维埃什克洛夫斯基物理半秒。6，1964（1973）]，尽管最近报道了SrTiO_3薄膜中的这种机制[D. Fuchs，M. Adam和R. Schneider，J. Phys. IV France 11，71（2001）]。
2004-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Polarization of thin films of barium-strontium titanate under external electric field
发展了平面几何条件下Ba_（0.8）Sr_（0.2）TiO_3薄膜在外加电场作用下相变的朗道理论。在模型计算中引入了垂直于薄膜-衬底界面取向的界面范德华场Ez= 1.1 × 10^8 V/m，以解释实验观察到的极化行为作为平面电场的函数。构造并讨论了薄膜的Ez -失配应变相图.
2010-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Goldstone-mediated polar instability in hexagonal barium titanate
University of Warwick（华威大学）；Durham University（杜伦大学）；Luxembourg Institute of Science and Technology（卢森堡科学与技术研究所）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；Institut Laue-Langevin（朗之万研究所）
研究发现六方巴里铁酸盐中存在Goldstone范式罕见的结构表现，通过原理计算和高分辨衍射证实了序参数的Goldstone特性，并揭示了结构拓扑变化如何实现铁电钙钛矿中的丰富极性拓扑。
2025-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Low-temperature anharmonicity of barium titanate: a path-integral molecular dynamics study
研究了量子效应对钛酸钡（低温）菱面体相介电和压电性能的影响，发现该体系在低温下仍具有较强的非谐性。为此，我们进行路径积分分子动力学模拟在固定的压力和固定的温度下，使用一个有效的朗之万恒温恒压，和有效的哈密顿量来自第一性原理计算。的量子波动显着提高静态介电磁化率（~由一个因素2）和压电常数，反映了强非谐性的铁电系统，即使在很低的温度。在~ 100 K以下观察到的介电性质的缓慢温度演化归因于（i）零点能量贡献和（ii）如果量子效应被关闭则归因于谐波行为。
2012-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Origin of relaxor behavior in barium-titanate based lead-free perovskites
众所周知，无序弛豫铁电体具有局域极性相关。然而，对于不同的取代类型，破坏长程极性顺序的局部化场的起源尚不清楚。目前，已知在钛酸钡晶格的B位处与Ti 4+具有相同化合价的取代基产生诱导弛豫行为的Ti-O-Ti链的随机破坏。另一方面，调查晶格破坏和弛豫行为所造成的不同价的取代基在B-网站是更复杂的，由于同时发生的电荷不平衡和取代基阳离子的位移。本文提出了杂价改性钛酸钡陶瓷在低取代基含量（< 10%）时弛豫行为的有效电荷介导机制。这些结果将为目前对化学改性铁电材料中弛豫行为的理解增加学分，并承认缺陷（如阳离子空位）在晶格破坏中的关键作用，为介电和储能应用领域中基于化学的材料设计铺平道路。
2021-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric domain wall clusters in barium titanate
该研究通过可求解任意取向的方法分析钛酸钡非 Ising 铁电畴壁，发现其能量可更低且具有非单调相互作用，能形成稳定畴壁团簇，并确定了所需外电场。
2023-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamics of mono and di-vacancies in barium titanate
采用密度泛函理论计算方法研究了立方（顺电）钛酸钡中单空位和双空位缺陷的热力学和动力学性质。它是确定的空缺类型占上风给定的热力学边界条件。计算证实了既定的图片，空位发生在他们的名义电荷状态几乎在整个带隙。对于带隙的主导范围，双空位结合能为常数和负值。因此，该系统努力实现在富金属（富氧）条件下所有金属（氧）空位结合在双空位簇中的状态。计算了单空位在不同电荷态下的迁移势垒。由于发现氧空位在典型的生长温度下容易迁移，因此可以容易地形成双空位。本研究的主要结果相对于单和双空位的热力学行为的铁电相的初始缺陷分布的影响，因此老化的条件。
2012-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Studies of Barkhausen Switching Noise in Ferroelectric lead zirconate titanate (PZT) and BaTiO3: Critical Exponents and Temperature-dependence
以前的研究巴克豪森噪声在PZT已被限制到能谱（转换速率响应电压与时间），显示协议与雪崩模型;在钛酸钡的其他指数已被测量声学，但仅在环境温度下。在本研究中，我们报告了PZT余震的Omori指数（-0.95 $\pm$ 0.03），并将钛酸钡研究扩展到更广泛的温度范围。
2019-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio phonon dispersion curves and interatomic force constants of barium titanate
用第一性原理方法计算了立方BaTiO_3的声子色散曲线，并与实验结果进行了比较。所得曲线与Yu和Krakauer [Phys.Rev.Lett. 74，4067（1995）]。他们揭示了相关的原子位移沿<100>链的铁电不稳定性的起源。一个简化的模型表明，当十几个排列的原子耦合时，会发生自发的集体位移。最近邻的Ti和O原子之间的纵向原子间力常数相对较弱，在相邻的细胞中的Ti原子之间的比较。然而，Ti和O位移之间的小耦合似乎是再现铁电不稳定性所必需的。
1997-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Born Effective Charges of Barium Titanate: band by band decomposition and sensitivity to structural features
计算了钛酸钡四个相的玻恩有效电荷张量。大的有效电荷的Ti和O，也预测壳模型计算和合理的简化模型，反映了部分共价键的化学键。一个带的带分解证实，轨道杂化不限于钛和O原子，但也涉及Ba，这似乎比通常假设的共价。我们的计算揭示了一个强烈的依赖性的有效电荷的原子位置与各向同性体积变化的相对不敏感性。
1994-12-02 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Nanoscale ferroelectricity in pseudo-cubic sol-gel derived barium titanate -- bismuth ferrite (BaTiO$_3$-BiFeO$_3$) solid solutions
采用柠檬酸和乙二醇辅助溶胶-凝胶法制备了钛酸钡-铁酸铋（（1-x）BaTi $_3$ -（x）BiFe $_3$，BTO-BFO）固溶体。根据掺杂剂的含量，样品的特征在于由四面体，四方-伪立方，伪立方和菱面体结构的拉曼光谱和XRD测量证实。BFO含量的增加导致晶胞参数的降低，伴随着晶胞的极性畸变的降低，其中平均粒度从60 nm增加到350 nm。X-射线衍射分析表明，该化合物的晶体结构没有极性畸变，但具有假立方结构，具有非零的压电响应。讨论了所观察到的不可忽略的压电响应的起源，假设纳米级的极性和非极性相的共存归因于具有高BFO含量的固溶体。具有极性和非极性特征的纳米尺度区域的共存被认为是增加相关化合物中的宏观压电响应的关键因素，这是由于畴壁和相边界的流动性增加。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Probing of Structural Phase Transitions in Barium Titanate Modified Sodium Niobate using Raman Scattering
用Raman光谱研究了改性铌酸钠[（1-x）NaNbO_3-xBaTiO_3：NNBTx]（x=0.0 ~ 0.15）的结构相变与组成的关系。当x>0.02时，在93.4和123.6cm-1附近的特征反铁电模以及155.5cm-1处的反铁电模在从反铁电正交相（Pbcm）到铁电正交相（Pmc 21）的结构相变中消失。弯曲时拉曼谱线强度和位置的重新分布（150-350 cm-1）和拉伸模式（> 550 cm-1）的变化也证实了在x~（-1）范围内发生了从铁电正交相（Pmc 21）到另一铁电正交相（Amm 2）的另一相变。0.10.从拉曼测量中观察到的相变与先前的X射线衍射研究一致。
2019-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Topological Textures in Zr-Substituted Barium Titanate
Materials Center Leoben Forschung GmbH（莱奥本材料研究中心有限公司）
锆掺杂钡钛酸盐中发现稳定的拓扑纹理，通过有序与随机结构的对比，揭示了铁电软化与无序竞争的影响，为低温至室温的铁电拓扑应用提供新平台。
2026-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Modeling the ferroelectric phase transition in barium titanate with DFT accuracy and converged sampling
本文利用DFT训练的机器学习势结合加速采样，以第一性原理精度模拟钛酸钡的铁电相变，揭示居里温度对DFT泛函和系统尺寸的依赖源于局域偶极涨落的长程方向性关联。
2024-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Characterization of Strontium Doped Barium Titanates using Neutron Diffraction Technique
在本研究中，结构的变化，由于逐步掺杂的Sr在钛酸钡进行了研究，通过X射线和中子粉末衍射技术。采用PVA蒸发法合成了Ba_（1-x）Sr_xTiO_3（x=0.0，0.5和1.0）样品，并通过X射线衍射实验证实了样品的纯度。之后，进行了中子衍射实验和衍射数据分析的Rietveld最小二乘数据精修方法使用计算机程序RIETAN-2000和FullProf，以确定各种晶体结构参数。阳离子和阴离子的位置坐标也确定从数据细化的方法，证实了Ba和Sr原子具有四面体A网站和Ti原子具有八面体B网站的所有三个样品BaTiO 3，Ba0.5Sr0.5TiO 3，和SrTiO 3，分别。此外，晶格参数值表明，Ba_（1-x）Sr_xTiO_3结构在x=0.5之前的某个时刻经历了从四方相到立方相的相变。观察到的和计算的配置文件之间的一致性是极好的，以及与以前报道的值一致。此外，对电荷密度测量进行了基于MEM的分析。
2020-07-02 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Study Of The Structural Instabilities In Hexagonal Barium Titanate: Coupling Between The Soft Optical And The Acoustic Modes
在T0 = 222 K时，六方BaTiO 3发生结构相变，转变为正交C222_1相。这种转变是由具有E_2u对称性的软光学模驱动的，其耦合迫使出现自发E_2g应变（反常铁弹特征）。在相同的E_2u子空间内，系统原则上可以进入第二个（未观察到的）正交相（Cmc2_1）。我们对这些问题进行了第一性原理研究，研究了C222_1和“虚拟”Cmc 2_1相的结构，并描述了与实验观察相一致的自发E_2g应变。此外，我们发现C222_1而不是Cmc2_1的出现不能解释的E_2u软模本身，因此，必须与他们的二次序参量耦合。进一步的分析表明，E_2g菌株不能解释实验的偏好性。
1999-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Fluctuations and Landau-Devonshire expansion for barium titanate
BaTiO_3的Landau-Devonshire展开式的四次系数随温度的变化关系可以用适当的涨落模型来解释。特别解释了在T_c以上，四次系数之一随温度变化而第二个系数不变的原因。BaTiO_3中四方相的存在主要是由于热涨落的影响，而真正的Landau-Devonshire膨胀系数与温度无关，有利于菱方铁电相的存在。关于六次朗道-德文郡系数的温度依赖性的某些结论也。
2002-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Properties of the low-frequency phonon spectra of ferroelectric barium titanate-based heterostructures
在80-700 K的宽温范围内研究了外延Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3薄膜、双色BaTiO_3/Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3超晶格和三色BaTiO_3/Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3/SrTiO_3超晶格的偏振拉曼光谱。基于极性模的温度依赖性，我们确定了所研究的异质结构的相变温度。在亚太赫兹频率范围的Y（XZ）Y光谱中，我们发现双色BaTiO 3/Ba0.5Sr0.5TiO3超晶格中存在Debye型中心峰和软模。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Ferroelectric Phase Transitions in Barium Titanate Single Crystals via $\it{in-situ}$ Second Harmonic Generation Microscopy
本文利用原位二次谐波产生显微术对钛酸钡单晶进行三维畴壁成像，直接可视化铁电畴翻转与畴动力学，并从中提取局部相变温度、滞后行为及相变级数，为铁电器件的原位工程提供新方法。
2024-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric domain patterns in barium titanate single crystals studied by means of digital holographic microscopy
本文报道了用数字全息显微术（DHM）观察钛酸钡铁电单晶体全体积铁电畴图形的结果。我们的具体实施DHM是基于马赫-曾德尔干涉仪和数据的数值处理采用角谱方法。的DHM技术，它允许一个快速和准确的测定畴壁，即狭窄的区域分离的反平行畴的修改，提出。讨论了该方法的准确度和灵敏度。使用这种方法，铁电畴图案的重要几何参数（如畴间距或反平行畴的体积分数）的确定是可能的。除了早期的DHM研究的畴模式在锂的钛酸盐和钽酸锂，我们的研究结果表明，DHM是一个方便的方法来研究的铁电畴模式的动态演变在所有的钙钛矿单晶。
2016-05-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ab initio functional-independent calculations of the clamped Pockels tensor of tetragonal barium titanate
提出一种泛函无关的从头算方法计算铁电材料夹持 Pockels 张量，并结合 PBEsol、RRKJ 超软赝势与钛偏心超胞准确再现四方相 BTO 的 r51 系数。
2025-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical investigation of electronic, optical and thermoelectric properties of tellurium doped barium titanate (BTO) through modified Becke Johnson exchange potential
采用基于密度泛函理论和玻尔兹曼输运理论的第一性原理计算方法，在WIEN 2K和BoltzTraP模拟程序中对Te掺杂BaTiO 3的稳定性、电子结构、光学和热电性质进行了研究。本研究采用LDA + TB-mBJ电位进行。计算了每种掺杂结构的形成能，以考察合成的稳定性和可行性。将Te掺杂到BaTiO 3中有效地降低了电子带隙，并且可以通过改变掺杂剂的量来控制带隙降低的水平。因此，提高了对可见光的吸收能力。我们的研究结果表明，所有的掺杂结构是显着的吸收性和生产性的光学吸收，超过105 cm-1的可见光范围内。此外，BaTiO 3在零频率下的介电常数比Te掺杂的BTO小：8.3%，而光学能隙通过增加Te浓度从3.692 eV减小到1.619 eV。然后，光学电导率和Urbach的参数进行了预测。的传输特性进行评估作为温度的函数。研究发现，随着材料的Seebeck系数和品质因数的增加，材料的电导率显著提高。我们的理论结果可用于热电和可见光光电器件的应用。
2022-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Strong Bulk Photovoltaic Effect in Planar Barium Titanate Thin Films
体光伏效应（BPE）导致从非对称材料产生光电流。尽管由于其产生高于带隙（$E_g$）的光电压的能力而引起了很多关注，但由于产生的光电流低，其被认为是弱效应。在这里，我们表明，一个非常高的光响应，可以通过利用简单的平面钛酸钡$_3$（BTO）薄膜中的BPE，仅仅通过调整其基本的铁电性能通过应变和生长取向诱导的外延生长在不同的衬底上。我们发现一个非单调依赖的响应率（$R_{\rm SC}$）上的铁电极化（$P$），并获得一个非常高的BPE系数（$β$）的$\approx$ 10 $^{-2}$ 1/V，这是我们所知道的最高的标准平面BTO薄膜的日期报告。我们发现，标准的第一性原理为基础的描述BPE在散装材料不能占我们的薄膜所观察到的光电流趋势，因此提出了一种新的机制，阐明$P$和铁电薄膜的响应度之间的基本关系。我们的研究结果表明，在标准的平面膜几何形状的铁电photopolics的实际应用，可以通过仔细的联合优化的体结构，光吸收，和电极吸收剂的界面特性。
2022-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Fluctuations, Higher Order Anharmonicities, and Landau Expansion for Barium Titanate
正确的现象学描述的铁电相变在钛酸钡需要占八阶项的自由能膨胀，除了传统的六阶贡献。BaTiO_3晶体的另一个不寻常的特点是朗道展开式中P_x^4和P_x^2*P_y^2项的系数B_1和B_2依赖于温度。结果表明，只要四阶非谐性非常小，B_1和B_2的温度依赖性可能是由偏振的热涨落引起的。e. P^4型非线性和高阶非线性起着类似的作用。在一级近似下计算了六阶和八阶非谐常数下非奇异（非临界）涨落对B_1和B_2的贡献。这两个贡献增加的温度，这是与现有的实验数据。此外，该理论使得有可能在没有任何附加假设的情况下估计涨落（与温度有关）对系数B_1和B_2的贡献的比率。B_1/B_2的理论值与实验值比较接近。
2009-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Calorimetric study of multiaxial fluctuations in ferroelectric BaTiO3 in nonpolar cubic phase
本文对不同质量的钛酸钡单晶体进行了精确的比热测量，特别注意了铁电相变以上的温度区。结果表明，顺电相多轴钛酸钡的过剩比热具有涨落性质，其温度依赖性与Levanyuk理论对多轴铁电体的理论预测一致。在这项研究中，第一次观察到的波动贡献的比热。
2013-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric texture of individual barium titanate nanocrystals
该研究针对溶液合成的孤立钛酸钡纳米晶体，结合PFM实验与场相位模拟揭示其极化织构特征，验证了PFM在评估铁电纳米结构传感应用潜力方面的有效性。
2024-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Optical and electronic properties in ferroelectric barium titanate-based compounds
用漫反射光谱法测定了BaTiO_3基铁电固溶体的带隙能量值，其中Ba 1-xSrxTiO_3、BaZrxTi_（1-x）O_3和BaSnxTi_（1-x）O_3为等价取代。虽然相应的晶胞体积遵循Vegard定律，根据不同的离子半径的离子取代，带隙值描绘非线性的组成依赖于所有的固溶体。对于BaZrxTi 1-xO 3和BaSnxTi 1-xO 3溶液，该效应相当大，描绘了带隙线性组成依赖性，直到x=0.6，对于x>0.6，BaZrxTi 1-xO 3化合物呈现比BaSnxTi 1-xO 3对应物大得多的带隙值。通过X射线光电子能谱学研究了BaSnxTi 1-xO 3化合物的电子性质，结果表明，在整个组成范围内，Sn 3d和Ti 2 p芯能级相对于Ba 3d芯能级移动，其能量趋势与光学带隙相同.由于Ba 1-x SrxTiO 3化合物没有观察到主要的带隙变化，我们得出结论，观察到的BaSnxTi 1-xO 3化合物和BaZrxTi 1-xO 3的带隙组成依赖性是源于这些化合物的带隙跃迁中所涉及的O，Ti和Sn或Zr电子带的结构敏感性。通过这项工作，我们强调了漫反射光谱实验确定的带隙的可靠性，作为一种手段来非侵入性地评估粉末材料的电子特性。
2019-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of barium titanate : an abinitio DFT study
采用密度泛函理论对钛酸钡的基态电子性质进行了第一性原理计算。在我们的DFT计算中，我们使用Vosko-Wilk-Nusair相关能量泛函和Perdew和Wang（PWGGA）建议的广义梯度近似（GGA）交换和相关能量泛函。通过能带结构、总态密度（DOS）和部分态密度（偏态密度）的测量，系统地研究了该原型钙钛矿化合物的电子结构。在我们的方法中，带隙为1.92eV，在-17eV和-10eV处的准平带分别归属于O2 s和Ba 5 p态，这与相应的总态密度和部分态密度符合得很好.从态密度研究中可以看出，Ti的eg态倾向于与氧的八面体轨道相互作用，形成p-d杂化。在不同晶面上的电子密度分布中，相对于相应的空间群，可以观察到较强的p-d重叠和成键，在（001）、（100）、（110）和（111）晶面上显示出电子等密度。从这些电子密度图中，甚至可以在（111）晶面中观察到Ti和O原子之间的强键合。
2007-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantitative study of the pinning effect of the edge dislocation on domain wall motion in Barium Titanate thin films
本研究提出一种通过界面本征应变实现刃型位错的相场模型，定量分析了钛酸钡薄膜中位错对畴壁运动及电滞回线的钉扎效应，揭示了外部载荷与Burgers矢量大小之间的竞争关系。
2024-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mechanistic Insights into the Oxygen Evolution Reaction on Nickel-Doped Barium Titanate via Machine Learning-Accelerated Simulations
本研究开发了基于人工神经网络的机器学习原子间势，结合元动力学模拟，在显式水界面下探索原始与Ni掺杂BaTiO$_{3}$的析氧反应，发现Ni掺杂能提升催化活性并揭示其机理。
2024-12-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electric Charge Transport and Dielectric Properties of the Barium Titanate Ceramics Obtained by Spark-Plasma Sintering with Different Carbon Content
Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院物理研究所）；Educational Scientific Institute of High Technologies, Taras Shevchenko National University of Kyiv（基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学高等技术教育科学研究所）；Frantsevich Institute for Problems in Materials Science, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院弗兰采维奇材料科学问题研究所）；Department of Chemistry, Stockholm University（斯德哥尔摩大学化学系）；Department of Physical Materials Science and Heat Treatment, National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”（乌克兰国立技术大学“伊戈尔·西科尔斯基基辅理工学院”物理材料科学与热处理系）
本研究通过SPS制备不同碳含量的BaTiO3陶瓷，发现其导电性遵循Mott定律，介电极化率高达10^5-10^6量级，且碳浓度影响电阻率与介电性能。
2026-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Carbon Contamination on the Low-Temperature Electric Conduction of the Spark-Plasma Sintered Barium Titanate Ceramics
Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院物理研究所）；Frantsevich Institute for Problems in Materials Science, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院弗兰特谢维奇材料科学问题研究所）；V. Lashkarev Institute of Semiconductor Physics, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院瓦·拉舍列夫半导体物理研究所）
研究碳污染对火花等离子体烧结BaTiO3陶瓷低温导电性能的影响，发现其低频介电常数极高且依赖碳含量，导电符合莫特跳跃定律，结果可由相关理论解释。
2026-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Stability and Topological Charge Fragmentation in Antiskyrmions of Rhombohedral Barium Titanate
该研究利用基于有效哈密顿量的分子动力学模拟，揭示菱方相钛酸钡中反斯格明子的热稳定窗口及其拓扑电荷向夸克和前夸克的碎裂机制。
2024-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Dielectric and structural studies of ferroelectric phase evolution in dipole pair substituted barium titanate ceramics
采用传统固相反应法制备了Ba{[Gax，Tax]Ti（1-2x）}O3陶瓷，x = 0，0.0025，0.005，0.01，0.025和0.05。结构和介电特性进行了研究偶极对取代浓度的宏观介电性能的影响。随着x的增加，Ba{[Gax，Tax]Ti（1-2x）}O3从经典的铁电体转变为扩散相变（DPT）。Ba{[Gax，Tax]Ti（1-2x）}O3（x ≥ 0.01）具有与Pb（Mg 1/3 Nb 2/3）O3-PbTiO 3（PMN-PT）和最近报道的（Ba0.97Pr0.03）（Ti0.9425Ce0.05）O3（BPTC）相当的扩散参数，但它缺乏作为严格定义的弛豫铁电体所必需的Tm的频率和温度依赖性。此外，Ba{[Ga0.05，Ta0.05]Ti0.9}O3在10 kHz时的相对介电常数εr为700+/-16%，损耗因子小于0.05，温度范围为[-75 ° C，120°C]。与BaTiO_3相比，Ba{[Gax，Tax]Ti（1-2x）} O_3在室温及室温以上具有增强的电阻率。已经进行了原位XRD（包括Rietveld精修）以确定在温度范围[RT，1000°C]内每种组合物的晶格参数、热膨胀系数和相变温度（Tc），从而将介电性质与材料结构联系起来。这些研究已经证实了温度依赖的拉曼光谱比较确定的电气和结构表征的Tc。结合描述母矩阵中空间分离的施主和受主掺杂剂、相互关联的晶格…
2020-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and Characterization of Graphene-Barium Titanate-Graphene layered capacitors by spin coating at low processing temperatures
该研究通过旋涂法在低温下制备石墨烯-钛酸钡-石墨烯层状电容器，并表征其介电性能，获得高介电常数和低损耗。
2023-06-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Pulse-Driven Reconfiguration of Fractional Polar Topology in Zr-Substituted Barium Titanate
Materials Center Leoben Forschung GmbH（莱本材料研究中心有限公司）
研究通过分子动力学模拟探讨了局部电激发是否能重构锆掺杂钡钛酸盐中极性拓扑的分数结构，发现通过超快电激发可实现极性纳米域中分数极性拓扑的局部重构，并作为多态配置自由度。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Barium Titanate Waveguide Designs For Efficient Nonlinear Frequency Conversion
Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所）；Institute of Applied Physics, Abbe Center of Photonics, Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学阿贝光子学中心应用物理研究所）；Max Planck School of Photonics（马克斯·普朗克光子学校）
本文提出了一种基于线性-非线性混合波导的BaTiO₃-TiO₂设计，通过增强非线性模式重叠提升二次谐波生成效率，为集成量子光子学提供高效率的CMOS兼容设备。
2026-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Influence of pressure on the kinetics of ferroelectric phase transition in BaTiO3
基于Landau-Ginzburg理论与差示扫描量热法，研究了压力下钛酸钡铁电相变动力学，发现非单调弛豫与多畴优先有序，并实验与理论确认了一个新三临界点。
2024-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Induced Extrinsic High-Temperature Ferromagnetism in the Fe-Doped Hexagonal Barium Titanate
稀磁半导体材料在高温下具有固有的静磁性，是一类在自旋电子学和磁光学领域具有很大应用潜力的多功能材料。在六方铁掺杂稀磁氧化物，6 H-BaTiO $_{3-δ}$，室温铁磁性先前已被报道。铁磁性被广泛认为是这种材料的固有特性，尽管它对掺杂浓度和加工条件有着不同寻常的依赖性。然而，这里报道的组合体磁化和互补的深入本地探测电子自旋共振和μ子自旋弛豫测量，挑战这一猜想。虽然铁磁转变发生在700 K左右，它只在另外退火的样品，并伴随着一个非常小的平均值的有序磁矩。此外，在较低的温度下检测到几个额外的磁不稳定性。这些与Fe掺杂的3C-BaTiO $_{3-δ}$伪立方多晶型物的电子不稳定性相一致。此外，发现具有冻结磁矩的铁掺杂剂的分布是不均匀的。我们的研究结果表明，复杂的静态磁性的六方相是不是内在的，而是源于稀疏的应变诱导的伪立方区域。我们指出了内部应变在建立缺陷铁磁性的竞争结构相的系统中的重要作用。
2015-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kinetic control of ferroelectricity in ultrathin epitaxial Barium Titanate capacitors
University of Southern California（南加州大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Intel Corporation（英特尔公司）
通过操控脉冲激光沉积过程中等离子体的动能，实现超薄铁电电容器异质结构的高性能铁电特性，如低开关电压、长保持时间和高耐久性。
2024-07-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nonlinear ferroelectric characteristics of barium titanate nanocrystals determined via a polymer nanocomposite approach
本文通过PVP/BTO聚合物纳米复合薄膜结合理论解卷积与非线性介电分析，提取了不同尺寸BTO纳米晶的Pp-Ep电滞回线，揭示了四方相与立方相BTO的铁电和顺电行为差异。
2025-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Antiskyrmionic ferroelectric medium
该研究通过计算机模拟证实原型铁电材料钛酸钡中可存在纯电学反斯格明子，其直径2-3nm、六边形截面、带-2拓扑电荷，形成源于材料非简谐电极化率与极化关联的各向异性结合。
2023-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ab initio Study of Valley Line on a Total-Energy Surface for Zone-Center Distortions of Ferroelectric Perovskite Oxides BaTiO3 and PbTiO3
采用从头算结构优化技术确定了钙钛矿型铁电氧化物带心畸变的总能量面谷线，并应用于钛酸钡BaTiO 3和钛酸铅PbTiO 3.所提出的技术是对King-Smith和Vanderbilt的方案[Phys.Rev.B49，p.5828（1994）]的改进，该方案将总能量作为原子位移幅度的函数进行评估。数值计算结果表明，总能量可以表示为一个四阶函数的原子位移振幅在BaTiO 3，但不是在PbTiO 3。
2004-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Nanotubes
我们报道了几个国家的团体独立发明的铁电纳米管。器件已经用三种不同的材料制成：锆钛酸铅PbZr 1-xTixO 3（PZT）;钛酸钡BaTiO 3;和钽酸锶铋SrBi 2 Ta 2 O 9（SBT）。几种不同的沉积技术已经成功地使用，包括雾化CSD（化学溶液沉积）和孔隙润湿。铁电滞后和高的光学非线性已被证明。通过SEM、TEM、XRD、AFM（压电模式）和SHG分析了结构。沟槽在硅动态随机存取存储器，喷墨打印机和光子器件的应用进行了讨论。已经研究了直径小至20 nm的铁电填充孔。
2003-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Lead-free room-temperature ferroelectric thermal conductivity switch using anisotropies in thermal conductivities
该研究通过从头算与实验验证钛酸钡铁电畴的热导率各向异性，并据此提出室温电场可逆调控的无铅热导率开关，开关比达1.6 ± 0.3。
2024-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Investigation of (Zn, Co) co-Doped BaTiO3 for Advanced Energy and Photonic Applications
本文基于密度泛函理论研究(Zn,Co)共掺杂BaTiO3，发现其增强四方性、自发极化和光吸收能力并减小带隙，有望用于储能和光伏领域。
2024-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics of BaTiO3, PbTiO3 and PbZrO3: a comparative first-principles study
采用第一性原理变分密度泛函微扰理论，在平面波基组和从头算赝势下，计算了立方钙钛矿结构中钛酸铅和锆酸铅的全声子色散关系.与先前获得的钛酸钡结果的比较表明，单一成分（Ba到Pb，Ti到Zr）的变化对不稳定模式的特征和分散性有深远的影响，对相变的性质以及化合物的介电和压电响应具有重要意义。在真实空间中的原子间力常数的检查，得到正确对待的远程偶极贡献的变换，表明大多数是惊人的相似，而它是在几个关键的相互作用，产生所观察到的变化的声子色散的差异。这些趋势表明，力常数的可移植性，以预测钙钛矿固溶体的晶格动力学的可能性。
1999-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Hall effect with first-principles calculations
声子霍尔效应（Phonon Hall effect，PHE）近年来引起了人们的广泛关注，发表了许多理论和实验研究成果。虽然实验是在复杂的材料上进行的，但理论研究仍然徘徊在基于现象的模型上。此外，以前的微观理论被发现无法解释由钛酸锶（STO）实验获得的大的霍尔热导率。因此，作为第一次尝试，以弥补这一差距，我们实施第一性原理计算，以探索在实际材料中的PHE。我们的工作提供了一个新的基准的PHE在氯化钠（NaCl）在一个大的外部磁场。此外，我们证明了我们的结果在钛酸钡（BTO），并详细讨论了STO的结果与实验的偏差。作为一个可能的未来方向，我们进一步提出，内电子Berry曲率在STO PHE中起着重要的作用。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topology of the polarization field in ferroelectric nanowires from first principles
利用第一性原理计算研究了钛酸钡纳米线的横截面极化场。除了铁电纳米结构中已知的织构外，还得到了不同缠绕数的拓扑缺陷。它们是由表面效应和边缘效应在导线表面施加的偏振模式的向内调节引起的。接近拓扑缺陷的极化场在某些情况下取向出基面，保持接近恒定的幅度，而在其他情况下几乎消失。
2009-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photostrictive actuators based on freestanding ferroelectric membranes
本文研究了自支撑铁电BaTiO3薄膜的光致驱动现象，发现其光致偏转比顺电SrTiO3大两个数量级，并揭示其机制为光生载流子部分屏蔽铁电极化导致晶胞四方性降低，展示了其作为光驱动无线致动器的潜力。
2024-03-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Bending strain induced thermal conductivity suppression in freestanding BaTiO3 and SrTiO3 membranes
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Hokkaido University（北海道大学）
研究通过应变诱导的不均匀应变抑制了 SrTiO3 和 BaTiO3 膜的热导率，揭示了 phonon-应变耦合的微观机制，并展示了其在热管理设备中的应用潜力。
2026-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Electronic structures and lattice dynamics of BaTiO3 and BiFeO3 : a comparative first-principles study
采用密度泛函理论和密度泛函微扰理论，对钛酸钡和铁酸铋的铁电性质以及BaTiO 3的声子色散进行了第一性原理计算.结果表明，Ti-O和Bi-O的强烈杂化导致了相应的稳定畸变结构的机制。用现代极化理论中的Berry相方法计算了BiFeO_3和BaTiO_3的自发极化率分别为59.4 μC/cm ~ 2和27.6 μC/cm ~ 2。Bi-6s长对的立体化学活性是BiFeO 3中铁电性的驱动机制，能够产生比BaTiO 3中Ti偏心位移更大的极化。新的多铁性钙钛矿型材料结合这两个铁电不稳定性预测有一个更好的铁磁有序BiFeO 3相比。
2014-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast Polarization Switching in BaTiO$_3$ Nanomaterial: Combined DFT and Coupled Oscillator Study
本文结合DFT与耦合振子模型研究BaTiO$_3$在太赫兹脉冲下的超快极化翻转，发现单个线偏振脉冲只能引起退极化而无法实现稳定翻转，并给出最低强度微扰脉冲的最佳参数估计。
2023-11-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
