Structural analysis of nanocrystalline ferroelectrics with perovskite structure by means of high-field EPR

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Die Eigenschaften von Nanomaterialien beruhen auf der Reduzierung ihrer geometrischen Ausdehnung auf eine Längenskala, wobei die physikalischen Eigenschaften der entsprechenden Werkstoffe mit makroskopischen Abmessungen entscheidend geändert werden. Über die Zeeman- und Feinstrukturwechselwirkung paramagnetischer 3dIonen, eingebaut auf Pb- bzw. Ti-Gitterplätzen in PbTiO3-Nanokristallen, werden Informationen über den Einfluß der Kristallitgröße auf die Struktur und Symmetrie der Gitterplätze in den unterschiedlichen Strukturbereichen des Materials, auf die Größe des Volumenverhältnisses des Bulkmaterials zur Randschicht sowie auf die Veränderung der ferroelektrischen Eigenschaften gewonnen. Durch Unterdrückung der second-order Effekte in den EPR-Spektren erlaubt erst die W-Band-Spektroskopie in Kombination mit Messungen im X- und Q-Band die eindeutige Interpretation der Spektren paramagnetischer Ionen in diesen Werkstoffen sowie die Bestimmung der Spin-Hamilton-Parameter und deren Verteilungsfunktionen. Durch modellmäßige Beschreibung dieser Parameter werden neuartige Aussagen über die Struktur und über die physikalischen Eigenschaften von nanokristallinem PbTiO3 erwartet.