超薄铁电体中极性泡的迁移与瞬移
材料科学
2023-03-27 v1
摘要
极性泡畴是复杂的拓扑缺陷，类似于可在铁电薄膜与超晶格中自发形成的磁性skyrmion。它们可被确定性地写入与擦除，并展现出一组极具吸引力的性质，如亚10 nm半径与室温稳定性，这对于高密度数据存储与可重构纳米电子技术十分有利。然而，电控极性泡skyrmion运动的可能性——一项关键的技术需求——目前仍属空白。本文中我们提出原子尺度模拟，展示了在残余退极化场下，外电场扰动如何诱导低维四方相 PbZrTiO 体系中泡skyrmion的两类运动。具体而言，我们表明依据外场的空间分布与大小，泡skyrmion可表现出由外电场梯度驱动的连续运动，或是不连续的、类瞬移的skyrmion畴转移。这些发现首次给出了对极性skyrmion动力学与受控运动的分析，而这正是此类类粒子畴结构功能化所必需的。
引用
@article{arxiv.2303.13883,
title = {Motion and teleportation of polar bubbles in ultra-thin ferroelectrics},
author = {S. Prokhorenko and Y. Nahas and Q. Zhang and V. Govinden and N. Valanoor and L. Bellaiche},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.13883},
year = {2023}
}