平坦外延铁电纳米颗粒中的异常极化图案

近年来，由于外延铁电纳米岛在器件（尤其是超高密度存储器）方面的潜力，人们对它们的兴趣迅速增长。“自下而上”（自组装）纳米尺度技术的最新进展，使得制造厚度极小（约 1 nm）和横向尺寸极小（约 20 nm）的高质量外延铁电纳米岛成为可能。另一方面，压电响应力显微镜 (PFM) 等强大探针的出现，使得以亚 10 nm 分辨率成像局部畴结构成为可能。尽管取得了这些进展，但对外延铁电纳米岛中极化图案的清晰理解仍然缺乏，一些重要特征（如铁电性的临界横向尺寸）尚未确立。在此，我们对无电极外延 Pb(Zr0.5Ti0.5)O3 和 BaTiO3 纳米岛进行了从头算研究，并展示了由失配应变和/或各向异性能驱动的新型极化图案的存在。这些结果有助于解释数据并设计具有定制外场响应的铁电纳米结构。