具有反演对称性破缺的铁电 PbTiO$_{3}$/SrRuO$_{3}$ 超晶格

我们制备了具有超薄 SrRuO$_{3}$ 层的 PbTiO$_{3}$/SrRuO$_{3}$ 超晶格。由于超晶格几何结构，样品在电阻率上表现出巨大的各向异性，且可通过改变 PbTiO$_{3}$ 层的厚度进行调控。因此，沿铁电方向，SrRuO$_{3}$ 层可表现为介电元件而非金属元件。我们表明，通过降低 PbTiO$_{3}$ 的浓度，由组分反演对称性破缺引起的极化不对称效应日益显著。这些结果意义重大，因为它们代表了一类具有丰富复杂相图的新型铁电超晶格。通过扩展材料体系，我们能够引入仅当其中一种材料非钙钛矿钛酸盐时才会出现的新行为。在此，我们结合实验测量与第一性原理密度泛函理论，证明了双色超晶格中由于超晶格内 A 位和 B 位离子的联合变化而导致的组分反演对称性破缺。