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铁电性的统一定义

材料科学 2026-05-15 v1 介观与纳米尺度物理 计算物理

摘要

近期在量子铁电体方面的理论和实验进展表明,铁电性也可以在非极性空间群中出现,这凸显了传统极性空间群标准在识别铁电材料时的局限性。在此,我们引入了一个基于能量等价态之间可切换极化差的统一定义,该定义自然地涵盖了传统铁电体和量子铁电体。在此原理的指导下,我们实施了一种高通量筛选策略,系统地识别了实验合成材料中的传统铁电体和量子铁电体。特别是,我们识别出了一类新型量子铁电体,其量子化极化源于任意离子位移,这与先前的量子铁电体(包括分数和整数量子铁电体)不同,后者的量子化极化源于分数或整数离子位移。值得注意的是,我们发现 Ba3I6 和 Cs2PdC2 等材料表现出低切换势垒和稳健的绝缘行为,凸显了它们的实验可行性。我们的结果调和了传统铁电体和量子铁电体,扩展了可及的材料范围,并为发现具有先进可切换功能的下一代铁电体提供了实用路线图。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.14328,
  title  = {Unified definition of ferroelectricity},
  author = {Wei Luo and Shihan Deng and Hongjun Xiang and Laurent Bellaiche},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.14328},
  year   = {2026}
}

备注

22 pages, 4 figures