二维金属的铁电翻转
材料科学
2018-09-13 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
铁电体是一种具有极性结构、其极性可通过施加电场反转的材料。在金属中，巡游电子倾向于屏蔽离子间的静电力，这有助于解释为何极性金属非常罕见。屏蔽也会排除外部电场，看似排除了极性反转乃至铁电翻转的可能性。然而原则上，足够薄的极性金属可被电场充分穿透而实现翻转。在此我们展示层状拓扑半金属 WTe2 提供了该原理的首个例证。尽管单层 WTe2 具有中心对称性因而无极性，但其堆叠块体结构是有极性的。我们发现两层或三层 WTe2 表现出自发的面外电极化，可使用栅电极进行翻转。我们利用石墨烯作为电场传感器直接探测并量化该极化。此外，极化态可通过电导率区分，且载流子密度可调节以改变性质。临界温度高于 350 K，即便 WTe2 夹于石墨烯中，其在室温下仍保留翻转能力，展现出适合与其他二维材料结合应用的稳健性。
引用
@article{arxiv.1809.04575,
title = {Ferroelectric switching of a two-dimensional metal},
author = {Zaiyao Fei and Wenjin Zhao and Tauno A. Palomaki and Bosong Sun and Moira K. Miller and Zhiying Zhao and Jiaqiang Yan and Xiaodong Xu and David H. Cobden},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.04575},
year = {2018}
}