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Room‐temperature bulk plasticity and tunable dislocation densities in KTaO3

Fang, Xufei 1; Zhang, Jiawen; Frisch, Alexander 1; Preuß, Oliver; Okafor, Chukwudalu 1; Setvin, Martin; Lu, Wenjun
1 Institut für Angewandte Materialien – Werkstoff- und Grenzflächenmechanik (IAM-MMI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

We report room-temperature bulk plasticity mediated by dislocations in single-crystal cubic potassium tantalate oxide (KTaO3), contrasting the conventional knowledge that single-crystal KTaO3 is susceptible to brittle fracture. A mechanics-based combinatorial experimental approach using cyclic Brinell indentation, scratching, and uniaxial bulk compression consistently demonstrates room-temperature dislocation plasticity in KTaO3 from the mesoscale to the macroscale. This approach also delivers tunable dislocation densities and plastic zone size. Scanning transmission electron microscopy analysis underpins the activated slip system to be <110> {11¯0}. Given the growing significance of KTaO3 as an emerging electronic oxide and the increasing interest in dislocations for tuning the physical properties of oxides, our findings are expected to trigger synergistic research interest in KTaO3 with tunable dislocation densities.

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien – Werkstoff- und Grenzflächenmechanik (IAM-MMI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 11.2024
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0002-7820, 1551-2916
KITopen-ID: 1000173017
HGF-Programm 38.02.01 (POF IV, LK 01) Fundamentals and Materials
Erschienen in Journal of the American Ceramic Society
Verlag American Ceramic Society
Band 107
Heft 11
Seiten 7054–7061
Vorab online veröffentlicht am 23.07.2024
Schlagwörter bulk compression, cyclic deformation, dislocation, KTaO3, scanning transmission electron microscopy
Nachgewiesen in Scopus
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Dimensions
Relationen in KITopen

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000173017
Veröffentlicht am 01.08.2024
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1111/jace.20040
Scopus
Zitationen: 3
Dimensions
Zitationen: 4
Seitenaufrufe: 54
seit 01.08.2024
Downloads: 23
seit 01.08.2024
Cover der Publikation
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