铁电薄膜中的表面屏蔽机制及其对极化动力学和畴结构的影响

70 多年来，铁电材料一直是凝聚态物理学和材料科学的核心研究课题之一，其吸引力既源于基础科学也源于应用。然而，铁电表面作为铁电薄膜和纳米结构的关键组成部分，仍然带来重大的理论甚至概念上的挑战。事实上，铁电相本身的稳定性必然要求对极化电荷进行屏蔽。在表面处，这可能导致材料的铁电性质与半导体性质之间，或与表面（电）化学之间的耦合，这远超适用于铁电界面的经典模型。在这篇综述中，我们总结了铁电体中表面屏蔽现象的近期研究。我们简要概述了铁电表面物理学的历史认知，以及现有的理论模型，这些模型既引入了屏蔽机制，又探讨了从相稳定性本身开始的屏蔽与铁电功能相关方面之间的关系。鉴于大多数铁电体以多畴态存在，我们重点关注利用扫描探针显微技术研究屏蔽现象的局部工作。我们讨论了铁电表面上静态和动态现象的近期研究，以及在横向输运、光、化学和压力刺激下观察到的现象。我们还指出，离子屏蔽的需求使得极化翻转成为一个耦合的物理-电化学过程，并讨论了由此产生的诸如畴翻转过程中的混沌行为等非平庸现象。