铁电硝酸钾的理论研究

我们对 KNO$_3$ 第三相的结构行为和极化反转机制进行了详细研究，这是一种不寻常的铁电材料，其硝酸根基团在极化反转过程中会发生旋转。该材料是先前工作 [O. Di\'eguez and D. Vanderbilt, Phys. Rev. Lett. {\bf 96}, 056401 (2006)] 中研究的几种材料之一，该工作描述了计算能量与电极化曲线的方法。在本工作中，我们扩展并系统化了先前关于 KNO$_3$ 的第一性原理计算，并详细分析了一个双参数模型，其中系统能量被写为极化和硝酸根基团取向的低阶展开式。我们确认该模型能很好地重现 KNO$_3$ 的第一性原理结果，并构建了其参数空间相图，描述了出现不寻常三势阱的区域。我们还展示了 KNO$_3$ 在压力下的第一性原理计算，发现其能量 - 极化曲线的特征发生了变化，在零极化处出现了一阶导数不连续。