铁电铪氧中的超高氧离子迁移率
材料科学
2023-12-22 v2
摘要
铁电体与离子导体是重要的功能材料,各自支撑着信息与能源技术中大量应用。支配其功能性质的底层物理是离子运动,然而铁电体与离子导体的研究常被视为独立领域。基于第一性原理计算和深度学习辅助的大规模分子动力学(MD)模拟,我们报道了HfO中由铁电翻转促进的氧离子输运,HfO是一种兼具铁电性与离子导电性的宽禁带绝缘体。施加单向偏压可在铁电HfO中激活多条翻转路径,导致极性-反极性相循环,这看似与经典电动力学矛盾。该表观冲突由不带确定方向的电极化之几何-量子相位本质所化解。我们的MD模拟表明,偏压驱动连续铁电相变在适中温度下促成超高氧离子迁移率,凸显了结合铁电性与离子导电性以开发先进材料与技术的潜力。
引用
@article{arxiv.2305.02952,
title = {Ultrahigh oxygen ion mobility in ferroelectric hafnia},
author = {Liyang Ma and Jing Wu and Tianyuan Zhu and Yiwei Huang and Qiyang Lu and Shi Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.02952},
year = {2023}
}