Ferroic properties of layered materials

Abstract

Doctoral thesis abstract Jiří Volný Layered materials with reduced dimensionality offer a unique platform for exploring emergent ferroic phenomena such as ferroelectricity, magnetism, or their coupling. This thesis investigates the ferroic behavior of two representa- tive systems: layered antiferromagnetic semiconductor NaMnAs and the misfit- layer compound (PbS)1.11VS2, which exhibits sliding ferroelectricity. Through a combination of structural characterization, magnetic measurements, electri- cal transport studies, and scanning probe microscopy, the interplay between structural anisotropy, electrical charge transport, and ordering phenomena is systematically examined. NaMnAs is examined for its crystal structure, magnetic ordering, and trans- port properties. Single crystals were synthesized via flux growth, and detailed characterization reveals semiconducting behavior with layer-constrained long- range antiferromagnetic ordering. In contrast, (PbS)1.11VS2 hosts a more complex interplay of ferroic proper- ties. Scanning probe microscopy reveals a rich ferroelectric domain structure arising from interlayer sliding rather than ionic displacements. Electron-beam- induced domain writing is demonstrated, enabling local manipulation of polar- ization states. Temperature-dependent transport, X-ray...

doktorské práce Jiří Volný Vrstevnaté systémy se sníženou dimenzionalitou nabizejí unikátní platformu pro studium feroického chování jako jsou feroelektricita, feromagnetismus či multiferoicita. Tato doktorská práce se zabývá feroickým chováním dvou reprezen- tativních systémů: vrstevnatého antiferomagnetického polovodiče NaMnAs a vrstevnaté sloučeniny s nesouměřitelnou strukturou (PbS)1.11VS2, která vykazuje skluzovou feroelektricitu. Prostřednictvím kombinace strukturní charakteri- zace, magnetických měření, studií elektrického transportu a metod mikroskopie atomárních sil je systematicky zkoumán vzájemný vztah mezi strukturní ani- zotropií, elektrickým transportem a feroickým uspořádáním. NaMnAs je studován z hlediska krystalové struktury, magnetického uspořádání a elektro-transportních vlastností. Vůbec poprvé byly připraveny monokrys- taly metodou růstu z přesyceného roztoku a podrobná charakterizace potvrdila polovodivé chování s dlouhodosahovým antiferomagnetickým uspořádáním, které vykazuje dvourozměrný charakter. Naproti tomu (PbS)1.11VS2 vykazuje komplexnější souhru ferroických vlast- ností. Je odhalena bohatá struktura feroelektrických domén vznikajících v důsledku vzájemného posuvu vrstev,...