范德瓦耳斯多层膜中界面极化翻转的原子级调控

在传统铁电材料中，极化是由块体晶体结构与对称性限制的本征性质。近来，已证明可通过将本征非极性的范德瓦耳斯材料逐层组装为异质结构来获得极化序，其中界面相互作用可产生自发的、可翻转的极化。本文中，我们展示在多层vdW异质结构中引入层间旋转可调控极化畴的空间序与翻转动力学，产生传统块体铁电体或极性双层膜中无可比拟的独特可调性。利用operando透射电子显微镜，我们展示改变三层WSe2的相对旋转会产生具有不同极化畴排列的结构多型，导致全局或局域翻转响应。引入单轴应变产生结构各向异性，带来一系列翻转行为、矫顽场甚至可调的偏置响应。我们还提供了三层膜两个界面间物理耦合的证据，这是更广义上控制极性多层结构翻转动力学的关键考量。