绝缘体-金属转变驱动的半导体巨表观挠曲电效应
材料科学
2023-09-08 v1 计算物理
摘要
我们阐明了高应变梯度 regime 下材料的挠曲电性，其潜在机制尚不清晰。借助广义 Bloch 定理，我们揭示了 Si 与 Ge 弯曲薄膜中因高应变梯度诱导的绝缘体-金属转变而产生的强类挠曲电效应。我们表明，弯曲薄膜的压缩侧与拉伸侧间形成了一种不寻常的 II 型能带排列，导致电子与空穴的空间分离。因此，在绝缘体-金属转变发生时，电子从压缩侧转移至拉伸侧以达到热力学平衡，沿薄膜厚度方向产生显著极化。所获得的横向挠曲电系数异常高，且随薄膜厚度呈二次依赖关系。这一新机制可推广至其他具有适中能隙的半导体材料。我们的发现对挠曲电性在半导体材料中的未来应用具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2309.03474,
title = {Giant Apparent Flexoelectricity in Semiconductors Driven by Insulator-to-metal Transition},
author = {Ya-Xun Wang and Jian-Gao Li and Gotthard Seifert and Kai Chang and Dong-Bo Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.03474},
year = {2023}
}