铁电薄膜中电子掺杂对畴结构的演化影响
介观与纳米尺度物理
2022-10-14 v1 材料科学
摘要
为最小化静电能量，绝缘铁电薄膜倾向于破裂成具有相反极化的纳米尺度“基特尔（Kittel）”畴，这些畴由不带电的180畴壁分隔。在此，我报道了关于电子掺杂铁电薄膜的耦合Landau-Ginzburg-Devonshire与Schr"odinger方程的自洽解。该模型基于LaAlO/SrTiO界面，其中SrTiO衬底通过阳离子替代或应变变为铁电体。我发现电子掺杂使基特尔畴失稳。随着二维电子密度增加，会发生向锯齿状畴壁构型的平滑交叉。该畴壁带正电，但被附着于畴壁并屏蔽退极化场的电子气所补偿。在完美屏蔽极限下，畴壁趋近于平直的头对头构型。极化分布可由外部偏置电压操控，且电子气可在铁电薄膜的表面之间切换。
引用
@article{arxiv.2206.09994,
title = {Evolution of domain structure with electron doping in ferroelectric thin films},
author = {W. A. Atkinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.09994},
year = {2022}
}