بررسی خواص الاستیکی و پیزوالکتریکی SrHfO3و اثر تنش تک‌محور بر خواص پیزوالکتریکی آن: بررسی ابتدا به ساکن

ر این مقاله از محاسبات اصول اولیه در چارچوب نظریۀ‌ تابعی چگالی و نظریۀ‌ اختلالی تابعی چگالی، برای بررسی خواص الاستیکی و پیزوالکتریکی حالت پایۀ ترکیب فرضیSrHfO3  درساختار چهارکنجی با گروه فضایی P4mmاستفاده شد. برای پی بردن به ماهیت فروالکتریکی ماده در مقیاس اتمی، قطبش و تانسور بارهای مؤثر بورن محاسبه شدند. نتایج نشان می‌دهد که بار مؤثر بورن اتم‌های Hf و O بسیار بزرگ‌تر از مقادیر معمولی یونی است که نشان‌دهندۀ‌ پیوند قوی میان اتم‌های O  و Hf است. محاسبۀ انرژی تشکیل نشان داد که این ترکیب در صورت شکل‌گیری، به عناصر سازنده تجزیه نمی‌شود. مقادیر غیرصفر و قابل‌توجه تانسور پیزوالکتریک نشان‌دهندۀ‌ وجود پیزوالکتریسیته در این ترکیب است. اثر تنش تک‌محور در امتداد محور c بلورشناسی بر روی قطبش، بارهای مؤثر بورن و ضرایب تنش و کرنش پیزوالکتریک این ترکیب نیز بررسی شد. مقدار قطبش با افزایش تنش تک‌محور از مقادیر منفی به مقادیر مثبت افزایش می‌یابد. این تغییرات نشان می‌دهند که تنش کششی، فروالکتریسیتۀ ترکیب را افزایش می‌دهد، در حالی که تنش فشاری می‌تواند منجر به حذف فروالکتریسیتۀ ترکیب شود. بررسی وابستگی ضرایب تنش و کرنش پیزوالکتریک به تنش تک‌محور نشان می‌دهد که با استفاده از تنش می‌توان کیفیت پیزوالکتریسیتۀ ترکیب را بهبود بخشید. این نتایج می‌تواند در حوزۀ‌ مواد جدید پیزوالکتریک بدون سرب حائز اهمیت باشد.