Interaction of ferroelectric ferroelastic domain walls with mesoscopic and macroscopic defects in ferroelectrics

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Die Bewegung von Domänenwänden in ferroelektrisch-elastischen Kristallen wird von Punktdefekten, Defektagglomeraten, Meso- und Makrodefekten und den damit verbundenen Energiebarrieren auf verschiedenen Längen- und Zeitskalen behindert. Für verdünnte Lösungen von Punktdefekten kann das Material in Analogie zum Magnetismus mit dem Rayleigh-Verhalten recht gut beschrieben werden. Für größere Defekte ist die Wechselwirkung jedoch bisher völlig unbekannt. Die Überwindung der Defekte ist mit diskontinuierlichen Sprüngen verbunden, die als ferroelektrische Barkhausen-Pulse oder akustische Emissionen nachgewiesen werden können. Aus beiden zusammen lässt sich die Wechselwirkungsstärke zwischen Domänenwand und Defekt, der Ort und die Emissionscharakteristik des mikroskopischen Ereignisses bestimmen. Um prinzipielle Unterschiede herauszuarbeiten, sollen uniaxiale Modellkristalle als auch Kristalle mit 90° Domänenwänden untersucht werden. Die Größe geometrischer Defekte, die Intensität elektrischer Defekte an inhomogenen Elektroden und die Temperatur sollen variiert werden. FEM-Modellierungen an einfachen Defekten sollen im Falle des einfachen Piezoelektrikums mit den Experimenten verglichen werden. Die hier gewonnenen Erkenntnisse dienen direkt dem Verständnis der zyklischen Schädigung, die wesentlich durch mesoskopische Punktdefektagglomeration beeinflusst wird.