反演对称性的非易失电场调控
材料科学
2022-01-04 v1
摘要
在凝聚态系统中，相边界处基态之间的竞争可导致在外场刺激下材料性质的显著变化，尤其当这些基态具有不同晶体对称性时。一个关键的科学与技术挑战是利用外场稳定并控制具有不同对称性的相的共存。以限制在介电 TbScO3 层之间的 BiFeO3（BFO）层作为模型系统，我们在室温下稳定了具有反极、绝缘和极性的、半导体行为 respectively 的 centrosymmetric 与 non-centrosymmetric BFO 相的混合相共存。施加面内电（极）场既可移除也可引入系统的中心对称，从而实现两相之间可逆的、非易失的相互转换。这种中心对称绝缘相与非中心对称半导体相之间的相互转换同时伴随非线性光学响应超过三个数量级的变化、电阻率超过五个数量级的变化以及极化序的变化。我们的工作建立了一个材料平台，可实现利用光学、电学和铁性响应的变化的新颖跨功能器件。
引用
@article{arxiv.2201.00289,
title = {Nonvolatile Electric-Field Control of Inversion Symmetry},
author = {Lucas Caretta and Yu-Tsun Shao and Jia Yu and Antonio B. Mei and Bastien F. Grosso and Cheng Dai and Piush Behera and Daehun Lee and Margaret McCarter and Eric Parsonnet and Harikrishnan K. P. and Fei Xue and Ed Barnard and Steffen Ganschow and Archana Raja and Lane W. Martin and Long-Qing Chen and Manfred Fiebig and Keji Lai and Nicola A. Spaldin and David A. Muller and Darrell G. Schlom and Ramamoorthy Ramesh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.00289},
year = {2022}
}
备注
L Caretta and Y-T Shao contributed equally. 64 pages, 4 figures, 25 supplemental figures, 1 supplemental table