负电容引起的弹性放大
材料科学
2025-08-19 v1
摘要
在恰当的电边界条件下，铁电材料可呈现负电容响应，即材料总电压降抵消外部偏置电压。当铁电材料处于异质结构中时，这种行为会在其他元件中产生电压放大效应，可用于低功耗电子器件。有趣的是，这种电压放大应伴随弹性效应。具体而言，在典型情况下，接触铁电材料的材料为非极化介质，这些介质应表现出增强的电致压缩响应。本文使用原子模拟技术——针对显示负电容的模型PbTiO/SrTiO铁电/介质复合结构——揭示了这种情况确实成立：我们揭示了介质层增强弹性响应的现象，并表明其明确与电压放大相关。我们认为，这种“弹性放大”可作为负电容的便捷实验指纹。进一步，我们提出它可能自行具有兴趣，例如用于低功耗电机械致动器的开发。
引用
@article{arxiv.2407.19879,
title = {Elastic amplification from negative capacitance},
author = {Mónica Graf and Natalya S. Fedorova and Hugo Aramberri and Jorge Íñiguez-González},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.19879},
year = {2025}
}