非線形およびキラルの強誘電性ドメイン壁は、非線形光学顕微鏡によって明らかにされました

強誘電性ドメイン壁の特性は、親素材の特性とは大きく異なる場合があります。内部構造を解明することは、ナノスケールの強火性とそのような局所的な機能特性を活用する高度なデバイスの設計に不可欠です。ここでは、鉛のジルコン酸チタン酸（PZT）の薄膜とリチウムタンタル酸バルク結晶の180°強誘電領域の内部構造を、第2調停世代の顕微鏡による顕微鏡によるプローブします。両方のシステムで、壁の顕著な第二水調波信号を検出します。この信号の局所偏光分析と数値モデリングは、壁内に平面分極の存在を明らかにし、それぞれPZTとタンタル酸リチウムのNéelとBlochのような構成を備えています。さらに、ライン欠陥でドメインの壁のキラリティの逆転は、タンタラ酸リチウム結晶を横切ることを発見します。我々の結果は、より複雑でしばしばキラルな構造の最近の理論的予測を裏付けている一軸の強誘電体で伝統的に予想される理想的なISING構成からの明確な偏差を示しています。

The properties of ferroelectric domain walls can significantly differ from those of their parent material. Elucidating their internal structure is essential for the design of advanced devices exploiting nanoscale ferroicity and such localized functional properties. Here, we probe the internal structure of 180° ferroelectric domain walls in lead zirconate titanate (PZT) thin films and lithium tantalate bulk crystals by means of second-harmonic generation microscopy. In both systems, we detect a pronounced second-harmonic signal at the walls. Local polarimetry analysis of this signal combined with numerical modelling reveals the existence of a planar polarization within the walls, with Néel and Bloch-like configurations in PZT and lithium tantalate, respectively. Moreover, we find domain wall chirality reversal at line defects crossing lithium tantalate crystals. Our results demonstrate a clear deviation from the ideal Ising configuration that is traditionally expected in uniaxial ferroelectrics, corroborating recent theoretical predictions of a more complex, often chiral structure.