HAL : hal-00664196, version 1

DOI : 10.1063/1.3676666

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Applied Physics Letters 100 (2012) 031903

On the entanglement of electrostriction and non-linear piezoelectricity in non-centrosymmetric materials

Laurent Pedesseau 1, Claudine Katan 1, 2, Jacky Even 1

(17/01/2012)

An extended and complete thermodynamical model of third-order electro-elastic coupling is proposed with symmetry analyses and density functional theory (DFT) calculations to evaluate consistently the various linear and non-linear coefficients. It is shown that in non-centrosymmetric materials, electrostrictive and non-linear piezoelectric phenomena are strongly coupled, except for materials crystallizing in a cubic lattice associated to the 432 point group. Thorough numerical results are given for GaN and AlN compounds in the Würtzite structure. Electrostriction dominates, but non-linear elasticity and non-linear piezoelectricity must be taken into account for strain evaluation whereas non-linear piezoelectricity yields a significant correction for electric field.

1 :	Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON (FOTON)
	CNRS : UMR6082 – Université de Rennes 1 – Institut National des Sciences Appliquées (INSA) : - RENNES – Ecole Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT) – PRES Université Européenne de Bretagne [UEB] – Télécom Bretagne
2 :	Chimie et Photonique Moléculaires (CPM)
	CNRS : UMR6510 – Université de Rennes 1

Équipe de recherche : FOTON Optoélectronique Hétéroépitaxie et Matériaux (OHM)

Domaine

:

Sciences de l'ingénieur/Optique / photonique Physique/Matière Condensée/Science des matériaux Sciences de l'ingénieur/Matériaux Physique/Physique/Chimie-Physique

Mots Clés : aluminium compounds – crystallisation – density functional theory – elasticity – electrostriction – gallium compounds – III-V semiconductors – piezoelectric semiconductors – piezoelectricity – wide band gap semiconductors

hal-00664196, version 1

http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00664196

oai:hal.archives-ouvertes.fr:hal-00664196

Contributeur : Soline Boyer <>

Soumis le : Lundi 30 Janvier 2012, 09:11:16

Dernière modification le : Lundi 22 Octobre 2012, 17:16:20