纤锌矿铁电体中电场诱导的畴壁
材料科学
2025-04-18 v2
摘要
纤锌矿铁电体对下一代微电子器件具有变革性潜力。全面理解其铁电性质和畴能量对于调控其铁电特性及在实际器件中开发利用其功能性质至关重要。尽管关注度日益增长，纤锌矿铁电体中畴壁的精确构型和电子结构依然不甚明了。在本工作中，我们阐明了铁电 ScGaN 中电场诱导畴壁的原子构型和电子性质。通过结合透射电子显微镜和理论计算，揭示了一种具有弯曲二维六方相的新型荷电畴壁。与这些畴壁相关的悬挂键在禁带中产生了前所未有的类金属中间态。定量分析进一步揭示了一种稳定铁电材料中反极性畴壁的普适电荷补偿机制，其中 180° 畴壁处的极化不连续由悬挂键电子补偿。此外，实验展示了这些畴壁可重构的电导率，展现了其在超微型器件应用中的潜力。我们的发现代表了对纤锌矿铁电畴壁结构和电子性质理解的关键性进展，并为基础物理研究和器件应用奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2312.08645,
title = {Electric-Field-Induced Domain Walls in Wurtzite Ferroelectrics},
author = {Ding Wang and Danhao Wang and Mahlet Molla and Yujie Liu and Samuel Yang and Mingtao Hu and Jiangnan Liu and Yuanpeng Wu and Tao Ma and Emmanouil Kioupakis and Zetian Mi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.08645},
year = {2025}
}