负纵向压电效应的起源

具有负纵向压电系数的压电体将在外加电场方向上收缩。此类压电体被认为很罕见，但没有任何基本物理学原理阻碍在单相材料中实现负纵向压电效应。利用第一性原理计算，我们证明了几种六方 $ABC$ 铁电体具有显著的负纵向压电效应。对基于第一性原理的压电体数据库的数据挖掘表明，这种效应是一种普遍现象。这种不寻常压电响应的起源依赖于与小有效电荷和刚性势能面相关的强离子键。此外，具有负纵向压电系数的铁电体表现出反常的压力增强铁电性。我们的结果提供了设计原则，以助于为新型机电器件应用寻找新的压电体。