多层界面型铁电体的极化饱和
材料科学
2024-07-31 v1
摘要
氟化烯 (vdW) 多态结构因破坏反演和镜像对称性而显示出可开关的电极化，即使在最终的两层薄限制下。其垂直极化以梯形方式累积，每个 successive 层的累积极化，为构建 3D 铁电体提供了 2D 构建模块。本文实验表明，超过临界堆叠厚度后，钼二硫化物 (r-MoS2) 层状多态结构中累积的极化会饱和。通过 DFT 和自洽 Poisson-Schrödinger 计算，阐明了饱和机制，涉及：(1) 极化引起的带隙闭合，允许跨栈电荷转移和自由表面电荷的出现；(2) 自由载流子的存在降低了极化饱和值以及获得其临界厚度。极化层状结构对原子表面重构的韧性——这在极化 3D 晶体中几乎不可避免——可能允许设计具有移动表面电荷的新型器件。我们的发现具有普遍性，应在设计基于铁电层状材料的开关或导电器件时予以考虑。
引用
@article{arxiv.2407.20303,
title = {Polarization Saturation in Multi-layered Interfacial Ferroelectrics},
author = {Wei Cao and Swarup Deb and Maayan Vizner Stern and Noam Raab and Michael Urbakh and Oded Hod and Leeor Kronik and Moshe Ben Shalom},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.20303},
year = {2024}
}