Modellierung der Wechselwirkung zwischen lichtinduzierten Raumladungsfeldern und ferroelektrischen Domänen in polaren Materialien

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Die Wechselwirkung ferroelektrischer Domänen mit Ladungsträgern ist für viele Einsatzgebiete polarer Werkstoffe von entscheidender Bedeutung. Dies gilt insbesondere für elektrooptische Materialien, in denen häufig lichtinduzierte Raumladungsfelder auftreten. Der Einfluss dieser Felder z.B. auf das elektrische Fixieren von Volumenphasenhologrammen ist experimentell nachgewiesen, aber bisher nur in groben Zügen qualitativ erklärt. Daher soll in diesem Projekt die gegenseitige Beeinflussung von Domänen und Ladungsträgern modelliert werden. Dies ist durch eine in der Arbeitsgruppe von Professor K. Bhattacharya neu entwickelte Erweiterung der zeitabhängigen Devonshire-Ginzburg-Landau-Theorie möglich, die eine Simulation des Domänenverhaltens ebenso wie eine Modellierung von beweglichen Ladungsträgern erlaubt. Grundlage des Modells ist das Aufstellen von Bewegungsgleichungen durch Betrachtung der Änderung der potentiellen Energie des Systems bei Variation der Parameter Polarisation, Dehnung und Ladungsdichte sowie die numerische Lösung der Gleichungen auf einem diskreten Gitter. Durch einen sukzessiven Übergang von einfachen Modellfällen zu realitätsnahen Systemen und den Vergleich mit bekannten experimentellen Parametern soll eine optimale Strategie zum elektrischen Fixieren entwickelt werden.