非本征铁电六方锰酸盐与镓酸盐中的带电畴壁

铁电畴壁作为下一代纳米电子学的原子尺度开关、二极管和可移动导线正引起广泛关注。非本征铁电体中的带电畴壁尤为有趣，因为它们提供了本征铁电体所不具备的多功能特性和固有稳定性。本文通过第一性原理计算和唯象建模，研究了非本征铁电YMnO$_3$、InMnO$_3$和YGaO$_3$中带电壁的能量学与结构。正、负带电壁在局域结构与宽度上不对称，反映出极化并非畴形成的驱动力。壁宽随初级结构序参量振幅及与极化的耦合强度而缩放。我们提出了基于畴尺寸、极化和电子带隙来设计$n$型和$p$型畴壁电导的一般规则。这为精细调控局域输运性质并设计用于基于畴壁的纳米电路的$p$-$n$结提供了可能。