二维层状范德瓦尔斯电容器中离子对铁电性的调控
材料科学
2022-01-20 v2
摘要
范德瓦尔斯层状材料 CuInP2S6 具有有趣的功能行为，包括存在四种单轴极化态、通过 Cu 离子迁移实现逆电场极化反转、负电容区以及 Cu 离子的可逆萃取。这些特性的核心在于 Cu 离子的高迁移率，这也决定了自发极化。因此，Cu 在晶格中的迁移导致了异常的铁电行为。在此，我们展示了极化与离子特性之间的相互作用如何提供一条实现离子调控铁电行为的路径，该路径通过施加选定的直流电压脉冲并在随后的快速三角电压扫描中探测铁电翻转来实现。利用电流测量与理论计算，我们观察到增加直流脉冲时长会导致更高的离子电流、内建电场的积累（该电场使极化回线发生偏移），以及由于存在由内建电场稳定的高极化相，总可翻转极化增加约 50%。除了通过选定的方波脉冲调控铁电行为外，滞回极化翻转甚至可以被完全关闭并重新激活，从而形成三态系统，其中极化翻转要么被抑制，要么可以在两个不同方向上进行。
引用
@article{arxiv.2109.13331,
title = {Ionic control over ferroelectricity in 2D layered van der Waals capacitors},
author = {Sabine M. Neumayer and Mengwei Si and Junkang Li and Pai-Ying Liao and Lei Tao and Andrew O'Hara and Sokrates T. Pantelides and Peide D. Ye and Petro Maksymovych and Nina Balke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.13331},
year = {2022}
}