二维多铁性材料：铁弹性、铁电性、畴壁及潜在的力-光-电应用
材料科学
2017-01-18 v1 介观与纳米尺度物理
计算物理
光学
摘要
低维多铁性材料在微型化器件应用中具有广阔前景，如纳米级换能器、执行器、传感器、光伏器件和非易失性存储器。本文利用第一性原理理论预测，包括 GeS、GeSe、SnS 和 SnSe 在内的二维（2D）单层第 IV 族单硫族化物是一类二维半导体多铁性材料，其具有强耦合的巨型面内自发铁电极化和自发铁弹性晶格应变，在室温及更高温度下热力学稳定，且可通过弹性应变工程进行有效调控。其光吸收光谱表现出强烈的面内各向异性，具有可见光谱的激子带隙和相当大的激子结合能，体现了低维半导体的独特性质。更重要的是，预测的低畴壁能和低迁移势垒，连同耦合的多铁序和各向异性电子结构，表明其通过操纵外部电场、机械场和光场以控制内部响应，在可调谐多铁性功能器件方面具有巨大潜力，并促成了四种器件概念的实现，包括二维铁电存储器、二维铁弹性存储器、二维铁弹电非易失性光子存储器以及二维铁电激子光伏器件。
引用
@article{arxiv.1606.04522,
title = {Two-Dimensional Multiferroics: Ferroelasticity, Ferroelectricity, Domain Wall, and Potential Mechano-Opto-Electronic Applications},
author = {Hua Wang and Xiaofeng Qian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.04522},
year = {2017}
}
备注
42 pages, 13 figures, 7 tables