铁电纳米颗粒中的迷宫畴：梯度驱动形貌转变的一种表现

在 Landau-Ginzburg-Devonshire（LGD）框架内，我们研究了单轴铁电球形纳米颗粒的相图与畴结构演化的有限尺寸效应。颗粒表面覆盖有以有限屏蔽长度为特征的屏蔽电荷层。在“颗粒半径 vs. 屏蔽长度”坐标中计算的相图，有一个宽阔的多畴结构区域，分隔单畴铁电相与非极性顺电相。出乎意料地，我们在具有一级顺电-铁电相变的单轴铁电 CuInP2S6 纳米颗粒中揭示了一个稳定的不规则迷宫畴区域。我们确定迷宫畴的起源是 LGD、极化梯度和静电能量的相互平衡。当极化梯度能量降至临界值以下时，畴壁的分支出现并迅速增加。考虑到 LGD 方法的普适性，我们预期梯度诱导的形貌转变可能是许多具有长程序参量的空间受限铁性材料中迷宫畴出现的根源，包括弛豫铁电体、铁磁体、反铁畸变材料以及具有非公度铁性相的材料。