具有轴向与径向极化的准一维铁电纳米线
材料科学
2022-12-07 v1 计算物理
摘要
长程铁电晶体序通常随空间维度降低而消失，因此二维（2D）铁电体很少，一维（1D）铁电体更少。由于退极化场，低维铁电体很少具有沿维度降低方向的极化。在此，利用第一性原理密度泛函理论，我们探索了通过切割铁电-IIIIV（III=Al, Ga, In；VI=S, Se, Te）二维片层构建的不同宽度纳米带的结构演化。我们发现了一种具有轴向和径向极化的超小直径一维铁电纳米线（1DFENT），其可能实现超高密度数据存储，仅以三个晶胞的一维畴作为功能单元。GaSe的1DFENT中的极化表现出不寻常的压电响应：沿轴向的拉伸应力会同时增加轴向和径向极化，称为拉胀压电效应。利用本征平带，我们证明了1DFENT中铁电性与铁磁性的共存以及反直觉的电荷掺杂诱导金属-绝缘体转变。具有轴向和径向极化的1DFENT为Mermin--Wagner定理在一维下提供了反例，并为超高密度存储器设计和奇异物质态探索提供了新平台。
引用
@article{arxiv.2212.02711,
title = {One Dimensional Ferroelectric Nanothreads with Axial and Radial Polarization},
author = {Jiawei Huang and Changming Ke and Wei Zhu and Shi Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.02711},
year = {2022}
}