单质铋铁电性和本征稳定带电畴界的起源发布时间：2024-09-30来源：物理学系综合网编辑：浏览次数：657次

成果简介：近日，物理学院陆赟豪教授课题组基于第一性原理理论计算揭示了这一原因。孤对电子和反键态的空轨道之间的耦合诱导了二维Va族单元素材料的铁电性，这种轨道相互作用不仅影响铁电相变，而且决定了单元素铁电中DWs的形成。除此以外，在单元素铁电的弱极化和特殊晶格结构的情况下，该带电畴壁的静电能被极大抑制，局部应变能可以取代它成为决定稳定畴壁类型的主导因素。孤对电子诱导铁电性这个特殊的机制以及较小的局部晶格畸变使得180°c-DWs具有最小的应变能，因此在二维Va族单元素铁电材料中(单层Bi，Sb)，180°c-DWs为最稳定的DW类型。基于以上结论，还预测了约1%的压缩应变可以将最稳定的DW类型从180° c-DWs切换为90°中性畴壁(n-DWs)，结合非接触原子力显微镜(nc-AFM)测量，验证了上述的理论计算结果。本工作揭示了一种新的铁电极化和稳定带电DW的形成机制，这对DW的设计和器件应用具有重要意义。