Auswirkungen von mechanischer Last und Temperatur auf das Schaltverhalten ferroelektrisch-ferroelastischer Werkstoffe

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Ferroelektrische Werkstoffe mit Perovskit-Struktur wie Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) oder Barium- Titanat sind in der Regel auch ferroelastisch; es besteht eine enge Verbindung zwischen den ferroelektrischen Domänen und mechanischen Spannungen. Obwohl dieser Zusammenhang für viele Anwendungen in den Bereichen Optik, Sensorik und Aktorik eine wichtige Rolle spielt, finden sich in der Literatur nur vereinzelt Beschreibungen des Einfluss’ mechanischer Lasten, auf das elektrische Verhalten In diesem Projekt wird daher der Einfluss unterschiedlicher axialer und transversaler mechanischer Lasten und elektrischer Felder auf das Verhalten ferroelektrischer Domänen und Domänenwände untersucht. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse wird ein Phasenfeld-Modell entwickelt, das die zeitliche Änderung der makroskopischen Messgrößen beschreibt. Mit Hilfe dieses Modells soll bei Kenntnis eines kleinen Satzes an Ausgangsparametern das Verhalten eines ferroelektrischen Werkstoffs mit Perovskitstruktur unter beliebigen elektrischen, mechanischen und thermischen Lasten vorhergesagt werden. Darauf aufbauend sollen Polungsverfahren entwickelt werden, die an die jeweils gewünschte Anwendung optimal angepasst sind.