揭示非常规莫尔铁电性的起源
材料科学
2025-04-09 v1
摘要
界面铁电性出现在由非极性范德华（vdW）层组成的异质结构中，极大地扩展了二维铁电体的范围。特别是，在双层石墨烯/氮化硼（BN）异质结构中观察到的非常规莫尔铁电性，展现出具有拓扑电流、超导性和突触响应等有前景的功能。然而，关于其机制——关联驱动的两个石墨烯层之间的电荷转移——的争论限制了器件的可重复性，从而限制大规模生产。在这里，通过设计一个由晶格失配的 WSe2 封装的单层石墨烯，我们确定铁电性源于——而非石墨烯的莫尔能带——特定的 BN，其中界面滑动铁电性必定发挥了作用。利用类似的结构，发现多层扭转 MoS2 也能重现这种铁电性。关键是一种导电的莫尔铁电体，其中屏蔽栅极和钉扎的畴壁共同导致了不变的电子态，即反常屏蔽。因此，与界面滑动铁电性的紧密联系提供了组成材料选择多样和极化切换鲁棒的优势，同时保留了独特的反常屏蔽，为人工智能中可重复且可靠的基于存储的器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2403.17326,
title = {Unveiling the origin of unconventional moire ferroelectricity},
author = {Ruirui Niu and Zhuoxian Li and Xiangyan Han and Qianling Liu and Zhuangzhuang Qu and Zhiyu Wang and Chunrui Han and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Kaihui Liu and Jinhai Mao and Wu Shi and Bo Peng and Zheng Vitto Han and Zizhao Gan and Jianming Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.17326},
year = {2025}
}