带电缺陷引起的铁电材料无序化的唯象描述

我们提出了由具有电荷密度随机涨落的带电杂质引起的铁电半导体中铁电无序化的唯象描述。材料的非本征电导率正比于平均杂质电荷密度。在足够高的电导率下，无外加场时自由载流子会屏蔽涨落。当施加外加电场时，在非均匀极化系统“带电缺陷+屏蔽云”中会出现内部场涨落和动态感应涨落。我们表明，具有随机带电缺陷和足够高非本征电导率的铁电半导体的宏观状态，可以由关于在样品体积上平均的三个参数的三个耦合方程来描述。感应决定系统中的铁电序，其平方涨落决定了由电荷涨落周围出现的电场涨落引起的无序化，而感应与电荷密度涨落的平均乘积反映了自由载流子屏蔽云与带电缺陷涨落之间的关联。我们首次推导出以下非线性耦合方程组。所得的耦合方程组充分描述了诸如掺铈的 PLZT 陶瓷和 SBN 单晶等块体铁电材料中极化翻转（印记和次级滞回回线）的特性。