局域结构及其对弛豫铁电体Cd$_2$Nb$_2$O$_7$的启示

Daniel Hickox-Young; Geneva Laurita; Quintin N. Meier; Daniel Olds; Nicola A. Spaldin; Michael R. Norman; James M. Rondinelli

doi:10.1103/PhysRevResearch.4.033187

局域结构及其对弛豫铁电体Cd$_2$Nb$_2$O$_7$的启示

材料科学 2022-09-08 v2

作者: Daniel Hickox-Young , Geneva Laurita , Quintin N. Meier , Daniel Olds , Nicola A. Spaldin , Michael R. Norman , James M. Rondinelli

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摘要

Cd $_2$ Nb $_2$ O $_7$ 中的弛豫铁电转变被认为由两个 $\Gamma$ 中心声子模 $\Gamma_4^-$ 和 $\Gamma_5^-$ 的异常凝聚来描述。然而,它们各自的作用被证明是模糊的,第一性原理研究(倾向于 $\Gamma_4^-$ 为主模)与全局晶体精修(指向 $\Gamma_5^-$ )之间存在分歧。在此,我们通过X射线对分布函数测量证明局域上 $\Gamma_4^-$ 占主导,而全局上 $\Gamma_5^-$ 占主导,从而解决了这一问题。该行为与我们自己第一性原理模拟中发现的与这两种畸变模相关的能量面的近简并一致。我们的第一性原理计算还表明这些能量面几乎各向同性,为Cd $_2$ Nb $_2$ O $_7$ 中众多的结构转变及其弛豫行为提供了解释。我们的结果指出了局域结构的几种候选描述,其中一些展示了给定Nb四面体内Nb位移的两进/两出行为。尽管这暗示了Cd $_2$ Nb $_2$ O $_7$ 中自旋冰的电荷类比的可能性,我们的结果更符合偶极涨落的类Heisenberg描述而非Ising描述。我们希望这能鼓励未来对Nb和Cd偶极涨落及其相关模动力学的实验研究。

关键词

弛豫铁电体 Cd$_2$Nb$_2$O$_7$ 局域结构声子模第一性原理对分布函数偶极涨落

引用

@article{arxiv.2207.00575,
  title  = {Local structure and its implications for the relaxor ferroelectric Cd$_2$Nb$_2$O$_7$},
  author = {Daniel Hickox-Young and Geneva Laurita and Quintin N. Meier and Daniel Olds and Nicola A. Spaldin and Michael R. Norman and James M. Rondinelli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.00575},
  year   = {2022}
}

备注

9 pages, 6 figures, published in Physical Review Research

局域结构及其对弛豫铁电体Cd$_2$Nb$_2$O$_7$的启示

摘要

关键词

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