通过第一性原理高通量结构筛选设计多功能极性金属
材料科学
2020-02-06 v3
摘要
本征极性金属十分罕见，尤其是在氧化物中，因为金属中的自由电子会屏蔽电场并消除打破空间反演对称性所需的内部偶极子。在此，我们利用第一性原理高通量结构筛选，预测了一种体态和薄膜形态的新型极性金属。在筛选了超过1000种不同的晶体结构后，我们发现有序的 BiPbTi2O6 可以结晶为三种极性且金属性的结构，这三种结构可通过压力或应变相互转化。在由层状 BiPbTi2O6 和 PbTiO3 构成的异质结中，可以稳定存在具有不同 BiPbTi2O6 极性位移与 PbTiO3 极化相对取向的多种状态。在室温下，界面耦合使得电场能够首先翻转 PbTiO3 的极化，随后驱动 BiPbTi2O6 极性位移发生 180° 的变化。在低温下，该异质结提供了一个可调的隧穿势垒，可能被用于多态存储器件。
引用
@article{arxiv.1901.08771,
title = {Design of a multifunctional polar metal via first-principles high-throughput structure screening},
author = {Yue-Wen Fang and Hanghui Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.08771},
year = {2020}
}
备注
Full text is available free of charge at Communications Materials. 46 pages in total: 25 pages, 1 table and 7 figures in the main text; 23 pages, 2 tables, and 11 figures in the supplementary materials