铁电电容器中瞬态负电容的物理起源
应用物理
2018-01-17 v1
摘要
瞬态负微分电容（NC），即电路中瞬态电容的动态反转，由于它探究了铁电性的基础，具有极高的技术和科学意义。在本通讯中，我们基于基尔霍夫定律、静电学和朗道理论，通过一系列耦合方程研究电阻器-铁电电容器（R-FeC）网络。我们表明，R-FeC电路中的瞬态NC源于金属板上自由电荷变化速率与铁电（FE）电容器在极化翻转过程中束缚电荷变化速率之间的失配。这种瞬态电荷动态失配由FE自由能景观的负曲率驱动。分析还表明，具有负曲率的自由能剖面是唯一能够描述FE电容器两态翻转期间瞬态NC的物理系统。此外，这种瞬态电荷动态失配由外电阻和本征FE黏滞系数的依赖性所证实。FE电容器的退极化效应也显示了负曲率对瞬态NC的重要性。瞬态NC与负曲率之间的关系为FE翻转过程中的自由能景观提供了直接见解。
引用
@article{arxiv.1709.03255,
title = {Physical Origin of Transient Negative Capacitance in a Ferroelectric Capacitor},
author = {Sou-Chi Chang and Uygar E. Avci and Dmitri E. Nikonov and Sasikanth Manipatruni and Ian A. Young},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.03255},
year = {2018}
}
备注
5 pages, 11 figures