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(纯计算)上海大学任伟团队Phys. Rev. B: 二维γ-AlOOH中的铁电性、反铁电性和铁弹性

时间：2023-03-11 来源： 浏览：

(纯计算)上海大学任伟团队Phys. Rev. B: 二维γ-AlOOH中的铁电性、反铁电性和铁弹性

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2023年3月7日，Phys. Rev. B在线发表了上海大学任伟教授课题组的研究论文，题目为《First-principles study of ferroelectricity, antiferroelectricity, and ferroelasticity in two-dimensional γ-AlOOH》。

鉴于下一代功能器件的设计，对 二维(2D)铁性 材料的探索和 铁性 耦合的研究是 极其需要的 。在此研究中，作者通过第一性原理计算报告了 单层γ-AlOOH 具有本征铁电(FE)、反铁电(AFE)和铁弹性质 。 极化和反极化是由中心对称相的两个软声子 模式 驱动氢原子的取向位移引起的 。通过研究单层和体相情况下可能的FE转换过程和FE-AFE转换，从而 预测了具有与FE基态相似能量的稳定体相AFE 。此外， γ-AlOOH单层 显示出巨大的铁弹性相变 ，可以有效地调节铁电性，从而实现90°的极化转换，从而导致FE/AFE四重态 。此研究工作为二维 铁性 材料家族增加了一个独特的 候选材料 ，拓宽了基于 铁性器件的设计平台 。

图1 单层 γ-AlOOH的原子结构
图2 铁电 单层和体相 γ-AlOOH中极化转换路径的能量演化
图3 铁电 单层和体相 γ-AlOOH的能带结构和态密度

图4 单层 γ-AlOOH的铁弹转变示意图、转变势垒、极化变化和H原子旋转的能量演化

【 论文链接 】
Liu, C., Gao, R., Cheng, X. et al. First-principles study of ferroelectricity, antiferroelectricity, and ferroelasticity in two-dimensional γ-AlOOH. Phys. Rev. B ,  2023 , 107, L121402. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.L121402

【其他相关文献】

[1] Ding, J., Shao, D., Li, M. et al. Two-Dimensional Antiferroelectric Tunnel Junction  Phys. Rev. Lett ., 2021 , 126, 057601. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.057601
[2] Wu, M. and Zeng, X. Intrinsic Ferroelasticity and/or Multiferroicity in Two-Dimensional Phosphorene and Phosphorene Analogues.  Nano Lett. , 2016 , 16, 3236. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6b00726
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