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南方科技大学朱金龙/王峻岭团队Nat. Commun.: 压力下范德华铁电材料的反常极化增强

时间：2023-07-22 来源： 浏览：

南方科技大学朱金龙/王峻岭团队Nat. Commun.: 压力下范德华铁电材料的反常极化增强

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2023年7月18日，Nat. Commun.在线发表了南方科技大学朱金龙副教授和王峻岭教授 课题组的研究论文，题目为《 Anomalous polarization enhancement in a van der Waals ferroelectric material under pressure 》。

铁电性的特点是在居里温度以下发生自发极化，并可通过外加电场进行转换。一般来说，二维范德华 （vdW） 铁电体的面外自发极化相对较小，这可能会阻碍其在电子器件中的应用。因此， 范德华 铁电体的极化增强对于新型 铁电 电子器件的基础研究和技术发展 具有至关重要的意义 。由于Cu阳离子的空间不稳定性和范德华层状结构， 具有鲁棒性的室温铁电材 料 CuInP 2 S 6 近年来受到了广泛的关注 。在此研究中，作者报道了 在0.26到1.40 GPa之间的小压力下，其剩余极化 显著增强了50%以上， 从4.06增强到6.36 µC  cm −2 。综合分析表明，静水压力虽然抑 制了晶体畸变，但它最初迫使Cu阳离子大量占据层间位置，导致自发极化增加。 在 中等压力 下，Cu阳离子向基态的 凝聚 与晶胞体积减小引起的极化增加相互补偿，导致恒定的极化 。 高压下，Cu阳离子向S八面体中心的迁移主导了极化的降低 。这些研究发现提高了对这种迷人 范德华 铁电材料的理解，并提出了改善其性能的新方法。

图1  压力下的极化-电场曲线
图2  CuInP 2 S 6 的晶格振动

图3 压力下的Cu迁移

【 论文链接 】
Yao, X., Bai, Y., Jin, C. et al. Anomalous polarization enhancement in a van der Waals ferroelectric material under pressure. Nat. Commun ., 2023 , 14, 4301. https://doi.org/10.1038/s41467-023-40075-6

【其他相关文献】

[1]  Liu, F., You, L., Seyler, K. et al. Room-temperature ferroelectricity in CuInP 2 S 6 ultrathin flakes. Nat. Commun ., 2016 , 7, 12357. https://doi.org/10.1038/ncomms12357
[2]  Brehm, J.A., Neumayer, S.M., Tao, L. et al. Tunable quadruple-well ferroelectric van der Waals crystals. Nat. Mater. , 2020 , 19, 43–48. https://doi.org/10.1038/s41563-019-0532-z

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