BaTiO3 极化开关从均匀到介于域壁中的转变：基于机器学习分子动力学的研究
材料科学
2026-05-26 v1
摘要
铯钛氧化物的极化开关可通过根本不同的机制实现——但决定哪种路径被实现的条件仍不完全明了。使用基于机器学习势能的分子动力学方法(MACEField 模型)，我们系统性地变更超胞尺寸，揭示了从均匀极化开关向域壁介导开关的清晰转变，伴随着诱发场增加超过 50%。香农熵分析表明，这一转变由尺寸依赖的极化波动驱动，这些波动促进 180 度域壁核生成——建立了局部构成无序与宏观开关行为之间的直接、定量联系。此外，开关路径和滞回响应显示严重依赖于超胞几何以及应力和电场相对取向。这些发现表明，BaTiO3 中的均匀开关与域壁介导开关是两种不同的物理制度，原子尺度模拟必须考虑系统尺寸才能正确捕捉实际运行的开关机制。
引用
@article{arxiv.2605.25485,
title = {Transition from Homogeneous to Domain-Wall-Mediated Polarization Switching in BaTiO3: A Machine-Learning Molecular Dynamics Study},
author = {Po-Yen Chen and Teruyasu Mizoguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.25485},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 13 figures, submitted to Physical Review B