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Structural Properties of Ferroelectric Lead(Zirconium0.5,Titanium0.5)Oxygen3 Nanotube Array and Electronic Structure of Lao delta-doped strontium titanate.

机译：铁电铅（Zirconium0.5，Titanium0.5）Oxygen3纳米管阵列的结构特性和老挝掺杂的钛酸锶锶的电子结构。

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摘要

In this Dissertation we begin with two introductions on: 1) ferroelectricity and related phenomena, and 2) novel properties of Oxide electronics and the generation of two dimensional electron gas. We then give theoretical background of density functional theory (including LDA+U) and pseudopotentials.;The first part of research work is about structural, polarization, and dielectric properties of ferroelectric Lead Zirconate Titanate (PZT) solid solution in the form of a nanotube array, embedded in a matrix medium of different ferroelectric strengths. We use the effective Hamiltonian derived from first-principles and finite-temperature Monte Carlo methods to determine the various properties. We revealed different polarization phases of the system in the absence of an external electric field and explained these properties in microscopic detail.;In the second part, we study the effects of compressive biaxial inplane strains on the electronic and structural properties of Lanthanum Oxide delta-doped Strontium Titanate supercell. We use first-principles density functional calculations within the local density approximation including also on-site Coulomb interaction energy. We approached the problem by comparing the band structures, localization of electronic states, and cation-anion displacements of unstrained and strained systems. We found a critical strain above which there are abrupt changes in conduction band dispersions and cation-anion displacements, indicating that inplane biaxial strain can drastically tune the properties of this system, which may have potential technological applications.
机译：在这篇论文中，我们从两个方面开始：1）铁电学和相关现象，以及2）氧化物电子学的新特性和二维电子气的产生。然后，我们给出了密度泛函理论（包括LDA + U）和伪电势的理论背景。研究工作的第一部分是关于铁电锆钛酸铅（PZT）纳米管形式的固溶体的结构，极化和介电性质。阵列，嵌入不同铁电强度的矩阵介质中。我们使用从第一性原理和有限温度蒙特卡洛方法得出的有效哈密顿量来确定各种性质。我们揭示了在没有外部电场的情况下系统的不同极化相位，并在微观细节上解释了这些性质。在第二部分中，我们研究了压缩双轴面内应变对氧化镧δ-的电子和结构性质的影响。掺杂钛酸锶超电池。我们在局部密度近似中使用第一原理密度函数计算，还包括现场库仑相互作用能。我们通过比较未应变和应变系统的能带结构，电子态局部化和阳离子-阴离子位移来解决该问题。我们发现了一个临界应变，高于该临界应变，导带分散度和阳离子-阴离子位移会发生突然变化，这表明面内双轴应变可以极大地调节该系统的性能，这可能具有潜在的技术应用。

著录项

  • 作者

    Adhikari, Rajendra P.;

  • 作者单位

    University of Arkansas.;

  • 授予单位 University of Arkansas.;
  • 学科 Physics General.;Physics Condensed Matter.;Engineering Materials Science.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2013
  • 页码 96 p.
  • 总页数 96
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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