MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798293823161
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32170719
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aKunhikrishnan  Premakumari,  Harikrishnan.▼0(orcid)0000-0002-7706-2758
■24510▼aAtomic-Scale  Insights  Into  Ferroic  Materials  With  Electron  Ptychography
■260    ▼a[Sl]▼bCornell  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a141  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Muller,  David.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Cornell  University,  2025.
■520    ▼aThe  resolution  and  interpretation  of  electron  microscopy  images  have  historically  been  limited  by  electromagnetic  lens  aberrations  and  multiple  scattering  effects.  The  former  problem  was  addressed  through  the  development  of  aberration  correctors  at  the  turn  of  the  21st  century  making  sub-A  resolution  imaging  routinely  possible.  Solving  the  multiple-scattering  problem  took  longer  but  has  now  been  achieved  through  multislice  electron  ptychography  (MEP),  a  technique  that  became  practical  through  developments  in  detector  technology  and  phase-retrieval  algorithms.  With  spatial  resolution  now  limited  only  by  atomic  thermal  vibrations,  and  with  the  capability  for  reliable  three-dimensional  structural  reconstruction  and  light-atom  imaging,  this  technique  is  a  powerful  tool  for  addressing  previously  intractable  material  characterization  challenges.In  this  dissertation,  I  explore  the  application  of  MEP  for  the  study  of  structural  distortions  that  lend  functionality  to  ferroic  materials.  I  will  demonstrate  how  dipoles  in  polar  materials  can  be  quantitatively  mapped,  leading  to  the  fundamental  insight  that  accurate  characterization  requires  tracking  both  cationic  and  anionic  species,  thereby  challenging  the  validity  of  approaches  based  solely  on  cation-cation  displacements.  These  measurements  reveal  an  unconventional  origin  of  ferroelectricity  in  strain-engineered  sodium  niobate  thin  films  and  flexoelectricity  in  strain-gradient-engineered  strontium  titanate  membranes.  My  study  of  sodium  niobate  points  to  a  broader  class  of  ferroelectric  perovskites,  while  my  investigation  of  bent  oxide  membranes  provides  new  insights  that  may  help  resolve  long-standing  inconsistencies  in  the  understanding  of  flexoelectricity.With  rising  interest  in  the  field  of  moire  engineering  with  twisted  oxide  membranes,  I  also  investigate  the  3D  imaging  of  stacked  heterostructures  and  show  the  inadequacy  of  conventional  through-focal  imaging  for  characterization  of  buried  interfaces.  While  I  demonstrate  the  sensitivity  of  MEP  to  detect  large  interfacial  gaps,  I  emphasize  the  necessity  of  cross-sectional  imaging  to  substantiate  claims  of  interlayer  coupling,  given  the  limitations  imposed  by  MEP's  nanometer-scale  depth  resolution.In  the  last  section,  I  benchmark  the  performance  of  the  cepstral  algorithm  for  strain  mapping  applications  using  pixel  array  detectors,  highlighting  the  interplay  of  experimental  parameters  in  optimizing  the  trade-off  between  precision  and  resolution.  I  discuss  the  sources  of  systematic  errors  in  strain  measurements  and  explore  how  they  can  be  mitigated  through  modifications  in  experimental  design  or  analysis  workflows.
■590    ▼aSchool  code:  0058.
■650  4▼aApplied  physics
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■71020▼aCornell  University▼bApplied  Physics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-03B.
■790    ▼a0058
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359082▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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