范德华层状铁电体中的巨负电致伸缩与介电可调性
材料科学
2019-02-04 v2
摘要
对铁电范德华晶体的兴趣源于这些材料较低的表面能和允许剥离的层状结构，使其有望实现超薄铁性系统。在此，我们定量揭示了范德华层状硫磷酸铜铟（CIPS）的巨负电致伸缩，其电致伸缩系数Q33高达-3.2 m4/C2，由此产生的体压电系数d33高达-85 pm/V。因此，尽管CIPS仅具有仅几uC/cm2的微小自发极化，其机电响应在幅度上可与成熟的钙钛矿铁电体相媲美。由于转变温度低，顺电态易于实现，CIPS表现出与广泛使用的钛酸锶钡相似的大介电可调性，从而兼具巨且连续可调的机电响应。电致伸缩和可调响应在顺电态中的持续存在表明，即使是少层薄膜或纳米颗粒也将保持显著的机电功能，从而抵消纳米尺度下铁电性能不可避免的抑制。这些发现可能推广至其他铁电过渡金属硫代磷酸盐和（准）二维材料，并可能促进对结合机电响应的新型超薄功能器件的探索。
引用
@article{arxiv.1803.08142,
title = {Giant negative electrostriction and dielectric tunability in a van der Waals layered ferroelectric},
author = {Sabine M. Neumayer and Eugene A. Eliseev and Michael A. Susner and Alexander Tselev and Brian J. Rodriguez and John A. Brehm and Sokrates T. Pantelides and Ganesh Panchapakesan and Stephen Jesse and Sergei V. Kalinin and Michael A. McGuire and Anna N. Morozovska and Petro Maksymovych and Nina Balke},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.08142},
year = {2019}
}
备注
Published version in Phys. Rev. Materials https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.3.024401