Atomare Rekonfiguration bei tri-ständiger Übergängen an ferroelektrischen/antiferoelektrischen Phasengrenzen in Pb(Zr,Ti)O3

, es gibt zwei Arten von kompositionsabhängigen Phasengrenzen, die sowohl technologische als auch wissenschaftliche Bedeutung haben, d.h. morphtrope Phasengrenze (MPB), die polare Regime in verschiedene Symmetrien trennt, und ferroelektrische/antiferoelektrische (FE/AFE) Phasengrenze, die polare und antipolare Dipolkonfigurationen trennt. Im Gegensatz zu umfangreichen Studien zur MPB ist die FE/AFE-Phasengrenze weit weniger erforscht. Hier wenden wir atomare Bildgebung und Rietveld-Verfeinerung an, um direkt zu demonstrieren, dass die Zwischenphase an der FE/AFE-Phasengrenze eine seltene multipolare Pb-Kationen-Anordnung aufweist, d.h. die Koexistenz von antipolarer oder polarer Verschiebung, die sich sowohl in periodisch gradienten Gitterabständen als auch in einer anomalen ersten Hystereseschleife manifestiert. In-situ Elektronen-/Neutronenbeugung zeigt, dass die gleiche elterliche Zwischenphase sich je nach Unterdrückung der antipolaren oder polaren Verschiebung in einen FE- oder AFE-Zustand verwandeln kann, gekoppelt mit der Entwicklung von langen/kurzen Sauerstoffoktaeder-Neigungen. Erstprinzipien-Berechnungen zeigen weiter, dass der Übergang zwischen AFE- und FE-Phase über den Niedrig-Energie-Weg durch die Zwischenphase erfolgen kann. Diese Ergebnisse erweitern das strukturelle Verständnis der FE/AFE-Phasengrenze in Perowskit-Oxiden.