极化开关中的应变释放与场依赖动力学：基于AlScN的界面壁机制

虽然掺杂锶的铝氮化物（AlScN）表现出稳健的铁电性和优异的热稳定性，但其受限于极化开关的异常高 coercive field（$E_c$）。厘清原子尺度开关动力学因此至关重要，以塑造 $E_c$。本文结合密度泛函理论和机器学习分子动力学，阐明了AlScN中极化开关机制，涵盖各种Sc掺杂浓度和施加电场的情况。我们发现，过量晶格应变严格禁止集体极化开关，但预存在的界面壁释放应变，导致开关动力学呈现不同特征——决定场依赖的开关机制。在低电场下，开关通过界面壁的渐进式扩张实现，符合Kolmogorov-Avrami-Ishibashi模型；相反，在高电场下，促进额外核化，驱动快速、均匀的反转过程，描述为同步非线性核化与生长模型。这些发现凸显了界面壁动力学的关键作用，表明界面工程是塑造AlScN及相关铁电材料 coercive field 的可行策略。