从传统铁电性到类离子传导铁电性的转变
材料科学
2026-01-21 v1
摘要
近年来一些新兴铁电体中出现的跨晶胞长位移实际上挑战了铁电性的经典定义，而相关探索仍处于早期阶段，甚至存在争议。本文提出了一个通用模型，描绘了从典型铁电性到长位移铁电性（分为I型和II型）的演化与转变图景。特别地，具有两种不同势垒切换模式的I型铁电体，可根据电场、边界、空位、温度等多种因素，在传统铁电性和类离子传导铁电性之间切换。我们以γ-AlOOH和CuInP2S6为两个典型范例，通过第一性原理计算进行了论证。有趣的是，它们的极化是非局域的，因为边界也决定了切换模式和极化方向，对于相同的晶体结构，这些可能不同。当跨晶胞迁移势垒降低时，此类I型铁电体可从传统铁电性演化而来，并在高温下传统部分变为顺电相时表现得像II型铁电体。这些非常规行为可适用于多种系统，并且许多先前未澄清的现象可以得到很好的解释。
引用
@article{arxiv.2601.12420,
title = {Transition from conventional ferroelectricity to ion-conduction-like ferroelectricity},
author = {Yuanhang Yan and Menghao Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.12420},
year = {2026}
}