S’interroger sur les interactions possibles entre parois de domaine de cristaux ferro-ferro conduit à dépasser la définition de largeur de paroi des modèles théoriques1 en cherchant à quelle distance au centre de la paroi tel effet est observé. Cette « largeur pratique » change évidemment en fonction du phénomène étudié. Pour comprendre les phénomènes physiques dans les ferro-ferro2, deux situations ont été étudiées : celle des parois planes qui traversent tout l’échantillon, celle des domaines « en aiguille » (en section (001) perpendiculaire à l’axe
ferroélectrique dans notre exemple).
Dans le cas retenu (Tanane, KDP, GMO…), les interactions entre parois planes en mouvement, détectées à des distances d’environ la dimension de l’échantillon suivant l’axe ferroélectrique, correspondent à des forces répulsives entre deux parois (-+) et (+-) qui se rapprochent sous l’action d’un champ extérieur conjugué pour créer in fine un domaine plan stable ((+) dans ce cas)3. Ce domaine « stable » pourra disparaitre par la création d’un domaine en aiguille partant d’un bord d’échantillon. Par ailleurs, lorsqu’une paroi plane (-+) se déplace perpendiculairement à son plan en se rapprochant d’un tel domaine (+) (Figure B1), elle est attirée par ce domaine jusqu’à la dissociation de ce dernier, le départ d’une paroi (-+) et la création d’un domaine (-). Le phénomène contribue au changement de polarisation-déformation locale dans cette partie de l’échantillon4.
Ces phénomènes existent dans toutes les situations avec déplacements latéraux de parois. Leurs effets diffèrent suivant les cristaux et la densité de parois : avec une faible densité, on peut modéliser le phénomène comme la translation régulière d’un « front de polarité moyenne » (déformation moyenne) dans le cristal2,3 ; au contraire, avec la densité de domaines maximale (distance entre parois la plus faible), des phénomènes violents d’avalanches se produisent dans cette situation de polarisation (déformation) macroscopique quasi-nulle, « proche du champ coercitif », lors du tracé d’un cycle d’hystérésis2.
Lorsque les sections de domaines perpendiculairement à l’axe ferroélectrique sont des aiguilles parallèles aux axes tétragonaux (100) ou (010) avec à leurs extrémités des assemblées de quasi-dislocations coins2, les phénomènes observés illustrent la théorie des dislocations comme en Figures B2a et B2b (en section (001)) avec des extrémités quasi-identiques en front perpendiculaire aux plans des parois. De même, des extrémités opposées de domaines seront en interactions stables dans des plans à 45° des plans de parois2,4,5. L’interaction entre toutes les extrémités dans un échantillon peut suivant le contexte, freiner le déplacement de telle extrémité ou au contraire accroitre sa vitesse. C’est plutôt ce dernier effet que l’on observe lorsque se développent des phénomènes d’avalanches2.
Ces extrémités interagissent également avec les bords d’échantillon : elles sont attirées par leurs images (dislocations virtuelles de vecteurs de Burgers opposés) par rapport au bord d’échantillon considéré de contrainte nulle. Sont ainsi expliquées des formes de cycle d’hystérésis et des courbes de courant de retournement de la polarisation en fonction du temps2 asymétriques.
1 Zhirnov, V.A., Zh. Eksp. Teor. Fiz.35, 1175 (1958) ; Ishibashi, Y., Suzaki, I., J. phys. Soc. Jpn 53, 3, 1093 (1984)
2 Bornarel, J., Domaines, parois, fronts de phase d’un cristal ferroïque, EDP Sciences, Chap. 2 et 3 (2025) ; Jean Bornarel Ferroic Crystal Domains, Walls, and Phase Fronts-Springer Series in Solid-State Sciences 209.
3 Bornarel, J., Legrand, J.F., Ferroelectrics 39, 1127(1981)
4 Bornarel, J., Ferroelectrics, 71, 255 (1987)
5 Bornarel, J., Lajzerowicz, J., J. Phys. C 2, 33, 153 (1972).
Retour 