电子掺杂稳定高度极化的超六方BaSnO3
材料科学
2025-08-01 v1
摘要
电子掺杂能否稳定未极化体系中的铁电极化？传统观点认为，由于屏幕化效应削弱库仑相互作用，电子掺杂与铁电极化相悖。然而，本文提出了一种新机制，通过电子掺杂稳定高度极化的超六方BaSnO3。在适度压缩应变（小于-5.5%）下，BaSnO3表现出稳定的非极化正常六方结构和不稳定的超六方态，其特征为极大的c/a比和巨大的极化。我们发现，超六方态的带隙显著小于正常六方态，差异约为1.2 eV。因此，掺杂电子的能量优先选择较小带隙的超六方态而非较大带隙的正常六方态，电子掺杂可降低稳定超六方相的临界应变。该机制保证了通过电子掺杂可控地制备超六方结构，同时确保了高迁移率BaSnO3中巨型极化与导电性的共存，具有在高迁移率铁电导体设计中应用的前景。
引用
@article{arxiv.2507.23649,
title = {Electron Doping Stabilization of Highly-Polar Supertetragonal BaSnO3},
author = {Qing Zhang and Karin M. Rabe and Xiaohui Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.23649},
year = {2025}
}