Doping of HfO2 and ZrO2 to improve the piezoelectric properties

The HfO2 and ZrO2 material systems, in which, recently, the ferroelectric characteristics were discovered, are investigated regarding their piezoelectric characteristics. This thesis evaluates the effect of doping on the material characteristics with the help of the density functional theory (DFT). It is shown that these lead-free material systems have the potential to compete with perovskite-based materials, which are widely used by the industry for piezoelectric applications.
Die HfO2 und ZrO2 Materialsysteme, in welchen kürzlich die ferroelektrischen Eigenschaften entdeckt wurden, werden auf ihre piezoelektrische Eigenschaften hin untersucht. Diese Dissertation evaluiert den Effekt der Dotanten auf die Materialeigenschaften mithilfe von Dichtefunktionaltheorie (DFT). Es wird gezeigt, dass diese bleifreien Materialsysteme das Potential haben, mit Perowskit basierten Materialien zu konkurrieren, welche durch die Industrie für piezoelektrischen Anwendungen umfassend verwendet werden.