二维 LiAlTe$_2$ 中可切换的面外极化
材料科学
2019-04-19 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
具有本征二维（2D）垂直极化的共价极性半导体为新型器件带来了机遇。这类材料不同于普通铁电体，即使存在未屏蔽的去极化场，它们也能保持垂直于表面的极化。寻找具有本征二维垂直极化的相仍是一项持续的挑战。本文通过计算材料设计报道了一种有前景的新相，即二维 LiAlTe 的发现。该设计思路源于对三维超铁电共价极性半导体的物理理解。我们采用结合群智能算法与第一性原理计算的结构确定方法来识别能量稳定结构。除块体 LiAlTe 的预期层状版本 -LiAlTe 外，我们还发现了一种新颖的二维结构 -LiAlTe。在该相中，垂直偶极可在 0.07 与 -0.11 eangstrom 之间切换。该切换由 Li 原子在两个局域能量极小之间的移动所触发。相关的非对称双阱能量分布可随外加电场与应变连续调控。因此，存在两个极化态之间的可逆转变。这一发现的面外可切换性为基于二维 -LiAlTe 的界面相变存储器件（例如通过生长 -LiAlTe/GeTe 异质结构）提供了机会。
引用
@article{arxiv.1904.08627,
title = {Switchable out-of-plane polarization in two-dimensional LiAlTe$_2$},
author = {Zhun Liu and Yuanhui Sun and David J. Singh and Lijun Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.08627},
year = {2019}
}
备注
23 pages, 8 figures