Dynamik und mikroskopischer Ursprung des elektrokalorischen Effekts in Relaxor Ferroelektrika

• Antragsteller: Dr. Jörg Rudolph
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418847609

Wir untersuchen das komplexe dynamische Verhalten des elektrokalorischen Effekts in Relaxor Ferroelektrika. Direkte berührungslose Messungen der adiabatischen Temperaturänderung Delta T durch Detektion thermischer Strahlung werden mit sub-Millisekunden Zeitauflösung mit dynamischen Daten zur Struktur und Polarisation P(E) korreliert. Änderungen von Struktur und Symmetrie werden hierbei empfindlich durch optische Frequenzverdopplung von Laserpulsen nachgewiesen, wodurch die extrem schnelle Beobachtung beispielsweise von Veränderungen polarer Nanogebiete bei Änderung des elektrischen Feldes oder von strukturellen Fluktuationen im thermischen Gleichgewicht möglich wird. Die einzigartige Kombination aller drei Methoden ermöglicht neue Einblicke in die schnelle Dynamik der polaren Nanoregionen in Relaxoren, die als Ursprung des außerordentlichen elektrokalorischen Effekts in diesen Materialien vermutet werden. Darüberhinaus werden langsame Alterungsphänomene, die in Relaxoren auftreten, untersucht, um Leitlinien zur Unterdrückung von Alterung zu finden. Wir werden die Bandbreite unserer Messungen auf über 1 MHz erweitern, um schnelle Wärmediffusion in Substrate zu unterdrücken und damit neue elektrokalorische Materialien untersuchen zu können, die zu Beginn ihrer Entwicklung als dünne Filme zur Verfügung stehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen