由电四极二次谐波生成显微镜揭示的 ferro-rotational 畴壁
材料科学
2023-06-07 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
畴壁在经历自发对称性破缺相变的材料中普遍存在。铁性体与多铁性体中的畴壁因其不同于畴体的涌现性质（例如高迁移率与可控性，以及在纳米电子学中的潜在应用）近来备受关注。然而，探测、可视化并研究铁旋转（FR）畴壁极具挑战，因为FR序与铁磁性（FM）和铁电性（FE）不同，在空间反演与时间反演操作下均不变，因而几乎不与常规实验探针耦合。本文中，利用超灵敏电四极（EQ）二次谐波生成旋转各向异性（SHG RA）研究FR候选材料 ，以探测两个简并FR畴态的点对称性，显示其在FR临界温度以下被破缺的垂直镜像操作所联系。随后我们通过扫描EQ SHG显微镜可视化实空间FR畴，并进一步通过揭示畴壁处SHG强度受抑制来分辨FR畴壁。通过局域EQ SHG RA测量，我们展示了FR畴壁处镜像对称性的恢复，并证明其非同寻常的非极性本质。我们的发现不仅为FR畴壁提供了全面认识，也展示了一种独特且有力的工具用于非常规铁性体畴壁的未来研究，二者均为FR畴壁的未来操控与应用铺平道路。
引用
@article{arxiv.2209.03460,
title = {Ferro-rotational domain walls revealed by electric quadrupole second harmonic generation microscopy},
author = {Xiaoyu Guo and Rachel Owen and Austin Kaczmarek and Xiaochen Fang and Chandan De and Youngjun Ahn and Wei Hu and Nishkarsh Agarwal and Suk Hyun Sung and Robert Hovden and Sang-Wook Cheong and Liuyan Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.03460},
year = {2023}
}