Large-scale computer modeling of ABO3 perovskite surfaces and defects therein

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Wir planen im Rahmen dieses Projektes ein zuverlässiges experimentelles und theoretisches Verständnis über die räumliche und elektronische Struktur von ferroelektrischen Oberflächen zu entwickeln und zu klären, wie diese Oberflächen die Dynamik von Phasenübergängen in ferroelektrischen Mischungen beeinflussen. Wir werden für unseren Rechnungen ein ab initio Verfahren für ABO3 Perovskite entwickeln, das die starken Seiten des Hartree-Fock (HF) Verfahrens und der Dichtefunktionaltheorie (DFT) vereinigt. Wir werden technologisch wichtige Perovskit-Mischungen wie PbZrxTi1-xO3 (PZT) und KNbxTa1-xO3 (KTN), monokristallin und in dünnen Schichten, mit unterschiedlichen Konzentrationen x untersuchen. Wir planen zudem – mit dem Ziel, widersprüchliche experimentelle Ergebnisse zu interpretieren – , die Berechnung der räumlichen und elektronischen Struktur der klassischen Elektronen-Defekte F+ und F Zentren (ein bzw. zwei Elektronen eingefangen bei einer Sauerstoff- Leerstelle) in PbTiO3, ZrTiO3, und BaTiO3 sowie ihren Oberflächen. Wir werden darüberhinaus auch die Wechselwirkung von Leerstellen und komplexen Defekten, wie etwa F2 Zentren, untersuchen.