光致铁电耦合与极化控制的界面能带调制：基于石墨烯化化合物 CuInP2S6
材料科学
2026-03-20 v1
摘要
理解光激发如何与极化态及界面电势耦合于视层间键( vdW)铁电体(FE)中的过程,对于开发光可编程纳米电子器件和光电子器件至关重要。本文报道了视层间键铁电半导体 CuInP2S6 (CIPS) 中的光致铁离子耦合的直接纳米尺度证据,其中光激励同时调制了电子能带弯曲、铁电开关及 Cu+ 离子松弛。通过在 above-bandgap 照明下使用的关联凯仑探针力学显微镜、压电响应力学显微镜和电导原子力显微镜,我们发现照明诱导的表面工作函数增强、持久表面光电位移、铁电 coercive 场减小以及正向 imprint 位移。这些效应源于光生载流子再分布与 Cu+ 缓慢迁移的协同作用,重新塑造界面耗空域宽度及内部电场。照明辅助的势垛降低进一步增强载流子注入,并产生 sweep-rate 相关的铁离子传输滞后。我们的结果确立了光致铁离子耦合作为 CIPS 中光控制能带调制和极化稳定性的主导机制,为基于层状铁离子材料设计光可寻址铁电存储器、光电开关及类神经网络器件提供了纳米尺度框架。
引用
@article{arxiv.2603.19148,
title = {Photoferroelectric Coupling and Polarization-Controlled Interfacial Band Modulation in van der Waal Compound CuInP2S6},
author = {Subhashree Chatterjee and Rabindra Basnet and Rajeev Nepal and Ramesh C. Budhani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.19148},
year = {2026}
}
备注
This manuscript has been accepted for publication in Nanoscale