极性气泡晶格低温熔化的量子临界性
材料科学
2023-10-27 v1 介观与纳米尺度物理
计算物理
量子物理
摘要
由零点声子振动（ZPPVs）引起的量子涨落（QFs）已知可阻止体相初始铁电体在低至 0K 的温区内出现极性相。另一方面，关于 QFs 对铁电纳米结构中近期发现的拓扑图案的影响知之甚少。本文通过在经典蒙特卡洛（CMC）和路径积分量子蒙特卡洛（PI-QMC）中使用原子级有效哈密顿量，揭示了 QFs 如何影响超薄 Pb(Zr0.4Ti0.6)O3（PZT）膜中若干偶极相的拓扑。特别地，我们的 PI-QMC 模拟表明 ZPPVs 并不抑制极性图案，反而在更宽的偏置场强度范围内稳定了迷宫、双子涡旋和气泡相。此外，我们揭示量子涨落诱导了一个量子临界点（QCP），在低温下将六方气泡晶格与以极性气泡的自发运动、产生和湮灭为特征的类液态分离。最后，我们表明所发现的量子熔化伴随反常物理响应，例如由负纵向压电系数所证实。
引用
@article{arxiv.2310.17073,
title = {Quantum criticality at cryogenic melting of polar bubble lattices},
author = {W. Luo and A. Akbarzadeh and Y. Nahas and S. Prokhorenko and L. Bellaiche},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.17073},
year = {2023}
}
备注
Nature communication, accepted, 21 pages, 4 Figs