基于分子动力学模拟的纳米尺度铁电畴热稳定性
材料科学
2025-10-06 v2
摘要
超高密度畴壁对许多器件日益重要，但其微观性质迄今尚未被完全理解。在此，我们利用分子动力学模拟，结合核-壳对势和粗粒化有效哈密顿量，研究原型铁电体 BaTiO3 中的畴壁稳定性。我们将场驱动畴壁成核与运动的讨论转向无外场驱动力下热诱导的畴壁修饰。我们的模拟表明，畴壁动力学与稳定性关键取决于微观热涨落。畴壁处增强的涨落可能导致临界核的形成，从而引起畴壁的永久位移。若两个畴壁靠近——换言之，当畴尺寸较小时——热涨落足以使畴壁相互接触并导致小畴的湮灭。即便在远低于居里温度且畴壁初始间距远达 6 个晶胞时，此现象依然成立。因此，此类小畴并不稳定，并限制了纳米电子器件中可达成的最大畴壁密度。
引用
@article{arxiv.2206.12243,
title = {Thermal stability of nano-scale ferroelectric domains by molecular dynamics modeling},
author = {Arne J. Klomp and Ruben Khachaturyan and Theophilus Wallis and Anna Grünebohm and Karsten Albe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.12243},
year = {2025}
}