非极化半导体的极化可切换电导各向异性理论
材料科学
2025-12-15 v2
摘要
粒子各向异性传播是固态物理学中的基本传输现象。就晶体半导体而言，各向异性电荷传输为电子器件的设计开辟了新途径，其中电或磁操作各向异性电阻为这类器件提供了必要的保障。受各向异性磁阻概念的启发，我们发展了一种可电操作的各向异性电阻理论。我们指出，压电材料和铁电材料可能表现出取决于极化状态的各向异性电导，电导各向异性 (ECA) 可通过翻转极化状态而实现可切换。通过对称性分析，我们确定了若干点群可实现极化可切换的 ECA。这些点群同时支持由极化反转引起的沿特定方向的导电变化，类似于铁电隧道结中的隧道电阻。基于第一性原理的导电计算预测，压电 AlP 和铁电 KHPO 是两个具有此类奇异传输特性的优良半导体。我们的理论可激发设计各种各向异性电子器件（例如，各向异性存储器和场效应晶体管）的设计。
引用
@article{arxiv.2412.00287,
title = {Theory of polarization-switchable electrical conductivity anisotropy in nonpolar semiconductors},
author = {Hong Jian Zhao and Yanchao Wang and Laurent Bellaiche and Yanming Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.00287},
year = {2025}
}
备注
The updated version of the manuscript