反铁电范德华材料中的极化多态
材料科学
2023-12-22 v1
摘要
铁电材料中电极化的双稳态长期以来一直是铁电器件的基础。然而，由于退极化场的存在，当材料厚度减小到几纳米或更薄时，其铁电性往往会消失。相反，它们在超薄极限下表现出顺电或反铁电序，这不利于其在器件中的应用。在此，我们揭示了范德华材料薄膜中的极化多态，其中单层具有面外极化的反铁电序。这一特性源于极化与层自由度的独特结合。利用第一性原理计算，我们证明了 CuInPS 族的双层和三层分别具有五重和七重极化态。我们对 CuInPS 和 CuCrPS 双层和三层的爬升图像微弹性带计算进一步表明，在适当的外部电场下这些态可以相互转化，而一种独特的层选择性逐半层翻转机制主导了该转化过程。我们的研究为利用层状反铁电材料的内禀自由度设计非常规极化态打开了大门，以用于超越双稳态范式的下一代铁电器件。
引用
@article{arxiv.2312.13856,
title = {Polarization multistates in antiferroelectric van der Waals materials},
author = {Guoliang Yu and Shengxian Li and Anlian Pan and Mingxing Chen and Zhenyu Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.13856},
year = {2023}
}
备注
Submitted in June 2023