BiFeO$_3$ 中随载流子注入的电子与晶格结构的演化
材料科学
2016-05-25 v2
摘要
我们报道了一项密度泛函研究，关于 BiFeO 中随注入电子和空穴而来的电子与晶格结构的演化。首先，研究了电子和空穴的自陷。我们发现，由于局域晶格膨胀、Fe 电子的在位库仑相互作用以及 BiFeO 中的反铁磁序，注入的电子倾向于局域在 Fe 位点上。若 O 的在位库仑相互作用较弱（换言之， 较小），注入的空穴倾向于离域。单中心极化子与多中心极化子分别在大 和中等 下形成。在中等 下，可形成多中心极化子。我们还通过假设这些载流子离域，研究了随载流子注入的晶格畸变。我们发现 BiFeO 的铁电偏心位移随注入电子浓度增加而增加，随注入空穴浓度增加而减小。还发现当空穴浓度超过 8.7 时，发生从 到非铁电 的结构相变。偏心位移的变化主要源于晶格体积的变化。对载流子局域化机制的理解有助于优化铁电二极管与铁电光电压器件的功能，而对随载流子晶格演化的理解有助于通过载流子在 BiFeO 中调控铁电性质。
引用
@article{arxiv.1511.07128,
title = {Evolution of the electronic and lattice structure with carrier injection in BiFeO$_3$},
author = {Xu He and Kui-juan Jin and Hai-zhong Guo and Chen Ge},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.07128},
year = {2016}
}