通过应变梯度工程实现 Paraelectric $\mathrm{BaHfO_3}$ 的介电极化增强
材料科学
2026-01-13 v3
摘要
介电极化由应变梯度诱导的 flexoelectric 效应提供了实现无中心对称介电体中极化功能的途径，而传统的 piezoelectric 效应在此类材料中不存在。本研究探讨了原生 (BHO)薄膜中的 flexoelectric 效应，这是一种无中心对称且 paraelectric 的钙钛矿型材料。虽然大尺度不匹配可诱导缺陷驱动的松弛，但共晶生长的 BHO 薄膜发生弹性松弛，形成应变梯度超过 的内在应变梯度。在 电场下，表明具有应变梯度的 BHO 其自发极化强度比松弛的 BHO 高出 29 倍。这种增强归因于 flexoelectric 耦合，由于 BHO 的无中心对称性质及其无相变特性，flexoelectric 效应可与铁电和 piezoelectric 贡献区分。这些结果建立了工程化应变梯度与介电薄膜中增强极化性之间的明确联系，为解耦合灵活电和其他极化效应提供了基准系统。这些结果为在介电器件中利用 flexoelectric 效应提供了依据，并推进了对功能氧化物中应变耦合现象的基本理解。
引用
@article{arxiv.2506.19690,
title = {Flexoelectric Polarization Enhancement in Paraelectric $\mathrm{BaHfO_3}$ via Strain Gradient Engineering},
author = {Timo Piecuch and Nina Daneu and Jeffrey A. Brock and Xiaochun Huang and Tina Radoševič and Arnold M. Müller and Christof Vockenhuber and Christof W. Schneider and Thomas Lippert and Nick A. Shepelin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.19690},
year = {2026}
}