应变诱导的铁电相相变的量子几何起源
材料科学
2025-02-10 v2
摘要
应变调控的铁电（FE）材料长期以来因其多样化的应用而受到高度关注。虽然软化 phonon 理论和（伪）Jahn-Teller 效应在提供现象学描述和普遍理解方面取得了显著成果，但这些观点的细微联系及其对应变调控的微观依赖性仍不清晰。本文在密度泛函扰动理论（DFPT）框架下，表明电子-声子耦合（EPC）的Berry曲率在内力矩阵（IFM）中发挥关键作用。随后通过模型分析表明，外部应变可通过能带反转在（准）退化电子子系统中反转EPC Berry曲率的极性，从而直接导致声子软化。随后将该一般理论应用于BiOCl单层材料作为基准，提供了对密度泛函理论（DFT）计算的准确描述。该机制在广泛的材料范围内也得到验证，为理解EPC量子几何在晶格动力学和FE相变中的作用提供了洞见。
引用
@article{arxiv.2502.01463,
title = {Quantum Geometric Origin of Strain-Induced Ferroelectric Phase Transitions},
author = {Jiaming Hu and Ziye Zhu and Yubo Yuan and Wenbin Li and Hua Wang and Kai Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.01463},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 2 figures, (30 pages SI)