基于第一性原理设计的半导体性非钙钛矿铁电氮氧化物
材料科学
2023-04-19 v1 计算物理
摘要
近年来发现的与半导体制造工艺兼容的基于 HfO2 和基于氮化物的铁电体，重振了铁电纳米电子学领域。在电荷补偿的简单设计原则和密度泛函理论计算的指导下，我们发现类 HfO2 的混合阴离子材料 TaON 和 NbON 可以结晶于极性 Pca21 相，并具有自发采用阴离子有序的强热力学驱动力。两种氮氧化物均具有大剩余极化、低翻转势垒和非常规的负压电效应，使其成为有前景的压电体和铁电体。与具有宽禁带的 HfO2 不同，TaON 和 NbON 均可吸收可见光并具有高载流子迁移率，适用于铁电光伏和光催化应用。这类含有经济且环境友好元素的多功能非钙钛矿氮氧化物，为设计和优化用于集成系统的高性能铁电半导体提供了平台。
引用
@article{arxiv.2302.14671,
title = {Semiconducting nonperovskite ferroelectric oxynitride designed ab initio},
author = {Qisheng Yu and Jiawei Huang and Changming Ke and Zhuang Qian and Liyang Ma and Shi Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.14671},
year = {2023}
}