极化金属中铁电序的量子涨落
材料科学
2023-09-26 v1 量子物理
摘要
自十年前发现以来，“极化金属相”引发了显著的研究兴趣，因为它将材料可切换电极化的功能与额外输运能力进一步结合，在下一代电子器件中展现出巨大潜力。极化金属相是一种不寻常的物质金属相，在电子和原子结构中包含长程铁电（FE）序。不同于典型的 FE 绝缘相，该相自发破缺反演对称性但没有全局极化。出乎意料的是，发现 FE 序被载流子剧烈抑制，并在中等约 10% 载流子密度下被破坏。在此，我们提出一种基于载流子诱导量子涨落的通用机制来解释这一令人困惑的现象。基本上，量子动力学效应会驱动由载流子及其周围偶极子构成的极化子准粒子的形成。因此偶极方向的紊乱会削弱甚至破坏 FE 序。我们通过使用精确对角化、微扰和量子蒙特卡洛方法的简单模型演示了这种极化子形成及相关的 FE 抑制。该量子机制也为许多令人困惑的实验发现提供了直观图像，从而有助于设计增强量子效应的多功能 FE 电子器件。
引用
@article{arxiv.2302.10882,
title = {Quantum fluctuation of ferroelectric order in polar metals},
author = {Fangyuan Gu and Jie Wang and Zi-Jian Lang and Wei Ku},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.10882},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 6 figures in total