CuInP$_2$S$_6$纳米颗粒中极化翻转的应力诱导转变

利用 Landau-Ginzburg-Devonshire 方法，我们研究了铁电体 CuInP2S6 纳米颗粒在圆盘、球体和针三种不同形状下极化翻转的应力诱导转变。纳米颗粒的半导体性质由表面电荷层建模，由于场效应，其有效屏蔽长度可能相当小。我们揭示了静水压力对 CuInP2S6 纳米颗粒中极化翻转的出现、滞回线形状、剩余极化大小以及矫顽场非常强烈且不寻常的影响，并用 CuInP2S6 线性与非线性电致伸缩耦合系数的反常温度依赖性和“反号”解释这些效应。特别地，通过改变外加压力的符号（从拉伸到压缩）及其大小（从零到数百 MPa），准静态无滞回顺电曲线可转变为双、三、捏缩或单滞回环。由于双、三和捏缩滞回环稳定性具有足够宽的温度和压力范围（至少相较于许多其他铁电体），CuInP2S6 纳米圆盘在储能（双环区域）方面可能具有特殊应用价值，CuInP2S6 纳米球体或适用于动态随机存取多比特存储器，而 CuInP2S6 纳米针有望用于非易失性多比特存储单元（三环和捏缩环区域）。极化翻转情形的应力控制使得基于 CuInP2S6 纳米复合材料制造先进压电传感器成为可能。