Optical probe of ferroelectric order in bulk and thin-film perovskite titanates

ROSSLE, Matthias, C.N. WANG, Přemysl MARŠÍK, M. YAZDI-RIZI, K.W. KIM, Adam DUBROKA, I. MAROZAU, C.W. SCHNEIDER, Josef HUMLÍČEK, Dionys BAERISWYL and Christian BERNHARD. Optical probe of ferroelectric order in bulk and thin-film perovskite titanates. Physical Review B. USA: The American Physical Society, 2013, vol. 88, No 10, p. "nestránkováno", 7 pp. ISSN 1098-0121. Available from: https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.88.104110.

Basic information

• Original name: Optical probe of ferroelectric order in bulk and thin-film perovskite titanates
• Authors: ROSSLE, Matthias (276 Germany), C.N. WANG (156 China), Přemysl MARŠÍK (203 Czech Republic), M. YAZDI-RIZI (756 Switzerland), K.W. KIM (410 Republic of Korea), Adam DUBROKA (203 Czech Republic, belonging to the institution), I. MAROZAU (756 Switzerland), C.W. SCHNEIDER (756 Switzerland), Josef HUMLÍČEK (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution), Dionys BAERISWYL (756 Switzerland) and Christian BERNHARD (276 Germany).
• Edition: Physical Review B, USA, The American Physical Society, 2013, 1098-0121.

Other information

• Original language: English
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 10302 Condensed matter physics
• Country of publisher: United States of America
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: URL
• Impact factor: Impact factor: 3.664
• RIV identification code: RIV/00216224:14740/13:00070505
• Organization unit: Central European Institute of Technology
• Doi: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.88.104110
• UT WoS: 000324943800003
• Keywords in English: quantum dots; SiGe; photoluminescence; excitonic structure; biexciton
• Tags: rivok
• Tags: International impact, Reviewed

Abstract

We have measured the temperature dependence of the direct band gap Eg in SrTiO3 and BaTiO3 and related materials with quantum-paraelectric and ferroelectric properties using optical spectroscopy. We show that Eg exhibits an anomalous temperature dependence with pronounced changes in the vicinity of the ferroelectric transition that can be accounted for in terms of the Frohlich electron-phonon interaction with an optical phonon mode, the so-called soft mode. In addition, we demonstrate that these characteristic changes of Eg can be readily detected even in very thin films of SrTiO3 with a strain-induced ferroelectric order. Optical spectroscopy thus can be used as a rather sensitive probe of ferroelectric order in very thin films of these titanates and probably also in subsequent multilayers and devices.

Abstract (in Czech)

Byla změřena teplotní závislost přímého gapu Eg v SrTiO3 a BaTiO3 a příbuzných materiálech s kvantově-paraelektrickými a feroelektrickými vlastnostmi s využitím optické spektroskopie. Ukazujeme že Eg má anomální teplotní závislost s výraznými změnami v blízkosti feroelektrického přechodu, které mohou být vysvětleny Frohlichovou elektron-fononovou interakcí s optickým módem, tzv. měkkým módem. Dále ukazujeme, že tyto charakteristické změny Eg mohou být detekovány i ve velmi tenkých vrstvách SrTiO3 s feroelektrickým uspořádáním daným přítomností mechanického napětí. Optická spektroskopie tedy může být použita jako velmi citlivý nástroj pro detekci feroelektrického uspořádání v tenkých vrstvách titanátů a pravděpodobně i v multivrstvách a součástkách.

Links

• ED1.1.00/02.0068, research and development project: Name: CEITEC - central european institute of technology
• EE2.3.20.0027, research and development project: Name: Posílení excelence vědeckých týmů v oblasti nano a mikrotechnologií