(Yb,Al)N 氮化物合金中增强机电耦合的起源
材料科学
2022-02-25 v3 应用物理
摘要
我们的实验表明，将立方相 YbN 合金化到纤锌矿相 AlN 中会导致 AlN 明显的力学软化和增强的机电耦合。第一性原理计算很好地复现了实验结果，并预测机电耦合系数最大增加 270%，其由以下两点引起：(1) Yb 离子局域应变诱导的增强压电响应，以及 (2) (Yb,Al)N 合金的结构柔性。大量计算表明，纤锌矿 AlN 中的替代近邻 Yb-Yb 对沿 轴在能量上稳定，并且由于它们之间的排斥作用而避免在纤锌矿结构的基面上形成，这解释了在我们的溅射实验中难以制备高 Yb 浓度的 (Yb,Al)N 薄膜。此外，近邻 Yb-Yb 对相互作用也促进了 (Yb,Al)N 的结构柔性，并被认为是 (Yb,Al)N 力学软化的一个原因。
引用
@article{arxiv.2102.01581,
title = {Origin of Enhanced Electromechanical Coupling in (Yb,Al)N Nitride Alloys},
author = {Junjun Jia and Takahiko Yanagitani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.01581},
year = {2022}
}