用于材料分类与发现的极性金属分类学
材料科学
2023-01-10 v2
摘要
在过去十年中，将反转对称性破缺与金属导电性相结合的材料已从思想实验发展成为增长最快的研究课题之一。2013 年，在金属 LiOsO 中首次观测到无可争议的极性转变，激发了关于该主题的大量理论和实验工作，发现了大量结合了以前被认为互斥的性质的材料 [Nat. Mater. \textbf{12}, 1024 (2013)]。正如新兴领域中常见的那样，兴趣的骤增伴随着多样化（有时甚至是相互冲突的）术语。尽管“类铁电”金属在理论上有明确的定义，即经历对称性降低转变进入极性相同时表现出金属电子输运的材料，但实际材料却以各种方式突破了这一定义的界限。在此，我们从理论、模拟和实验的角度回顾并探索了新兴的极性金属前沿，同时引入了一个统一的分类学。该框架允许人们描述、识别和分类极性金属；我们还用它来讨论“铁电”和“金属”这两个术语中固有的理论与现实模型之间的一些基本矛盾。此外，我们强调了静电掺杂模拟在建模不同极性金属子类时的不足之处，指出了该方法的假设如何偏离实验。我们包含了对已知将极性对称性与金属导电性相结合的材料的综述，并根据用于协调这两种序的机制及其产生的性质对其进行了分类。最后，我们描述了利用我们的分类学发现新型极性金属的机遇。
引用
@article{arxiv.2210.05110,
title = {Polar Metals Taxonomy for Materials Classification and Discovery},
author = {Daniel Hickox-Young and Danilo Puggioni and James M. Rondinelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.05110},
year = {2023}
}