Electrically Controllable Chiral Phonons in Ferroelectric Materials
本文提出位移型铁电材料中外电场可经铁电翻转反转手性声子，并通过第一性原理计算在二维 In$_2$Se$_3$ 中验证，为热器件和信息器件提供电控手性声子的新途径。
2023-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Ferroelectricity and Electrically Tunable Berry Curvature Dipole in III-V Monolayers
通过第一性原理计算，预测了III-V族AB型单层具有室温铁电性，展示了电场可调的Berry曲率偶极矩与非线性霍尔电流，并证实其在高效铁电隧道结等下一代存储器件中的应用潜力。
2024-05-29 cond-mat.mtrl-sci
High-Efficiency Electrically Switchable Nonvolatile Thermal Transistor with Multiple Thermal Conductivity States Based on Ferroelectric HfO2
针对纳米级热逻辑电路缺乏高效可控非易失性热晶体管的问题，本研究利用铁电o-HfO₂薄膜结合分子动力学模拟与机器学习势，实现四种可逆热导率态，2%应变下开关比达171%，为热逻辑电路发展提供新路径。
2025-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of electrically-induced magnetic reconstruction at the manganite/ferroelectric interface
通过施加电场来控制磁化，称为磁电耦合，是当今最吸引人和最活跃的研究领域之一。除了基本的科学兴趣，磁电效应可能会导致新的设备概念的数据存储和处理。存在几种已知的磁电耦合机制，包括单相材料中的本征效应、两相复合材料中的应变诱导耦合以及界面处的电子驱动效应。在这里，我们探讨了一种不同类型的磁电效应在铁磁-铁电界面：磁重建引起的切换电极化的强度。我们使用La 1-xAxMnO 3/BaTiO 3（001）界面的第一性原理计算证明了这种效应，其中A是二价阳离子。通过选择的掺杂水平x附近的磁相之间的过渡，我们表明，钛酸钡的铁电极化的逆转导致的变化，在界面处的磁性顺序从铁磁到反铁磁。这种预测的电诱导的磁重建在接口代表了大量的界面磁电效应。
2009-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Electrically Induced, Non-Volatile, Metal Insulator Transition in a Ferroelectric Gated MoS$_2$ Transistor
我们证明了一个电诱导的，非易失性的，金属-绝缘体相变的MOS $_2$晶体管。将单晶外延生长的PbZr $_{0.2}$ Ti $_{0.8}$ O $_3$（PZT）置于由薄膜MoS $_2$制成的场效应晶体管的栅极中。当栅极电压施加到该铁电栅控晶体管时，观察到从绝缘体到金属的明显转变，反之亦然。重要的是，当栅极电压关闭时，铁电体中的剩余极化可以将MoS $_2$保持在其原始相，从而提供非易失性状态。因此，金属或绝缘相可以简单地通过向晶体管施加栅极电压来写入、擦除或保留。
2017-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Giant Tunneling Electroresistance Effect Driven by an Electrically Controlled Spin Valve at a Complex Oxide Interface
利用铁电势垒与磁性La_（1-x）Sr_xMnO_3电极界面的磁电效应，在铁电隧道结中可以实现巨隧穿电阻效应。使用第一性原理密度泛函理论，我们证明了一些磁性单层的La 1-xSrxMnO 3的界面附近的行为，在响应铁电极化反转，作为一个原子尺度的自旋阀通过过滤自旋相关的电流。这种效应产生电导的一个数量级以上的变化，因此构成了巨大的阻变效应。
2011-04-01 cond-mat.mtrl-sci
A scalable network model for electrically tunable ferroelectric domain structure in twistronic bilayers of two-dimensional semiconductors
在具有对称性破缺界面的二维半导体双层膜中，小角度扭曲的莫尔结构形成具有周期性交替的面外极化的铁电畴阵列。在这里，我们提出了一个网络理论，这种FE域结构的可调谐性，通过施加一个电场垂直于二维晶体。使用多尺度分析，我们推导出一个完全参数化的弦理论描述的畴壁网络，并表明它经历了质的变化，弧后的部分位错像畴壁合并（网络节点附近）成条纹的完美的螺旋位错，这发生在依赖于DWN周期的阈值位移场。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarity control of carrier injection at ferroelectric/metal interfaces for electrically switchable diode and photovoltaic effects
研究了Pt/BiFeO3/SrRuO3薄膜电容器的开关铁电二极管效应及其物理机制。我们的电测量结果支持，附近的Pt/BiFeO3界面生长的样品，有缺陷的层（可能是一个富氧空位层）成为形成和干扰载流子注入。因此，我们使用了一个电气培训过程，以获得铁电控制的二极管极性，通过改变极化方向，使用外部偏置，我们可以切换正向和反向二极管之间的传输特性。我们的系统的特点是与一个矩形的极化磁滞回线，我们证实了二极管的极性切换发生在铁电矫顽电压。此外，我们观察到的二极管的极性和相关的光伏响应依赖于铁电畴配置的同时切换。我们的详细研究表明，极化电荷可以影响铁电/金属界面处的肖特基势垒，导致界面载流子注入的调制。极化调制载流子注入的量可以影响空间电荷限制的体电流-电压（J-V）行为从欧姆（即，J~V）到非线性（即，J~V ^n，其中n为\geq 2）。体导电和极化调制载流子注入的这种组合解释了铁电电容器中可开关二极管效应的详细物理机制。
2011-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Soft-mode behavior of electromagnons in multiferroic manganite
本文研究了多铁性DyMnO_3在磁有序态和外磁场中的低频电磁振子行为。对于平行于a轴的外部磁场（BIIa），观察到电磁振子频率的显著软化，揭示了与已知用于铁电相变的经典软模式行为的许多相似之处。软化的电磁子产生的静态介电常数的增加，这遵循类似的依赖关系预测的Lyddane-Sachs-Teller关系。在几何形状BIIb内，电磁振子强度的增加并不对应于本征频率的软化。在这种情况下，静态介电常数的增加似乎是由畴壁的运动。
2010-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically switchable ferron upconversion in a van der Waals ferroelectric
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）
研究通过电控实现铁尔松上转换，揭示了铁电序参数对非线性声子相互作用的强依赖性，为铁电信息处理和量子声子转换提供了新平台。
2026-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable Gilbert damping in van der Waals heterostructures of two-dimensional ferromagnetic metals and ferroelectrics
该研究利用第一性原理计算揭示 CrTe2/In2Te3 范德华异质结中铁电极化反转可切换磁易轴并调控 Gilbert 阻尼。
2023-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Exceptionally large room-temperature ferroelectric polarization in the novel PbNiO3 multiferroic oxide
我们提出了一个研究的基础上，几个先进的第一性原理方法，最近合成的PbNiO 3 [J. Am. Soc 133，16920（2011）]，其是以高度扭曲的R3 c晶体结构结晶的菱形反铁磁绝缘体。我们发现这种化合物具有电极化性质，其电极化的强度程度非常高，约为100（\muC /cm）^2，甚至超过了人们熟知的BiFeO 3的极化程度。PbNiO 3是一种合适的铁电体，其极化由沿[111]方向的大Pb-O极位移驱动。与人们的期望不同，Pb离子的4+离子电荷不能确定，实际上，大的Pb 6s-O 2 p杂化通过类似于其他Pb和Bi基多铁性材料的孤对机制驱动铁电畸变
2012-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectric switching of interfacial dipoles in $α$-RuCl$_3$/graphene heterostructure
Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)（大邱庆北科学技术院）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究通过石墨烯/超薄hBN/α-RuCl₃异质结构实现了电可切换的铁电偶极子，揭示了界面电荷转移驱动的非易失偶极子开关机制。
2026-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two-Dimensional Ferroelectric Altermagnets: From Model to Material Realization
提出基于对称性的通用设计原理，结合紧束缚模型和第一性原理计算，实现二维铁电交变磁体，并识别钒氧卤化物等候选材料，为电控自旋电子器件提供框架。
2025-05-21 cond-mat.mtrl-sci
The coupling of polarization and oxygen vacancy migration in ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 thin films enables electrically controlled thermal memories above room temperature
本文揭示外延 Hf0.5Zr0.5O2 铁电薄膜中极化与氧空位迁移的耦合机制，实现室温以上具有 1.6 开关比且状态稳定的非易失性电控双态热存储器。
2025-01-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electric control of spin injection into a ferroelectric semiconductor
电场控制自旋相关性质已成为现代材料研究中最引人注目的现象之一，由于新的器件功能的承诺。这种方法的范例之一是使用铁电极化作为控制参数来电切换注入到半导体中的载流子的自旋极化。采用第一性原理密度泛函方法，研究了电子掺杂BaTiO 3（n-BaTiO 3）的铁电极化对SrRuO 3/n-BaTiO 3（001）界面自旋极化透射的影响.我们的研究表明，界面传输是负的自旋极化和铁电极化反转导致的变化，在运输自旋极化从-65%到-98%。我们发现，这种效果源于费米波矢量之间的大的差异，在铁磁SrRuO 3和铁电极化开关驱动的运输制度的变化，向上和向下自旋。自旋极化的预测相当大的变化提供了一个非易失性的机制，以电控制自旋注入基于磁控管的自旋电子器件。
2014-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Large electrically and chemically tunable Rashba-Dresselhaus effects in Ferroelectric CsGeX$_3$ (X=Cl, Br, I) perovskites
本研究通过第一性原理模拟发现无铅铁电CsGeX$_3$钙钛矿具有大且可调Rashba-Dresselhaus效应，自旋劈裂最高达171 meV，可通过化学替换和电场调控，为自旋电子学应用提供新候选材料。
2024-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-Enforced Ferroelectric Switching of Two-Dimensional Altermagnetism
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
提出通过三明治结构实现二维交变磁性的铁电翻转，利用铁电层破坏对称性诱导交变磁分裂，并通过反转极化翻转自旋分裂模式，在In2Se3/MnPTe3/In2Se3中验证，实现电学调控反常霍尔效应。
2026-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Coupled Ferroelectricity and Phonon Chirality
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）；Portland State University（波特兰州立大学）
研究通过电场操控铁电性与声子手性耦合，实现对声子角动量和量子态的可控，为铁电材料在自旋和声子控制技术中的应用提供新途径。
2026-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Giant directional dichroism of terahertz light in resonance with magnetic excitations of the multiferroic oxide BaCo$_2$Ge$_2$O$_7$
我们建议，同时磁性和铁电性，即多铁性，赋予电活性磁激发（电磁子）的化合物提供了一个关键，以产生大的方向性二向色性长波长的光。利用多铁性氧化物Ba $_2$ CoGe $_2$ O $_7$中铁电极化和磁化的控制，我们证明了这种定向光开关功能在太赫兹频率下与电磁子吸收共振的实现。我们的研究结果表明，这种隐藏的潜力是目前在各种各样的多铁性。
2010-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroic van der Waals heterostructure FeCl$_2$/Sc$_2$CO$_2$: Nonvolatile electrically switchable electronic and spintronic properties
多铁性范德华（vdW）异质结构提供了一个令人兴奋的路线，对新的纳米电子学和自旋电子学器件技术。本文采用第一性原理密度泛函理论和量子输运模拟方法研究了由铁磁FeCl $_2$单层和铁电Sc $_2$ CO $_2$单层组成的多铁性VDW异质结构的电子和输运性质.研究表明，通过电调制Sc $_2$ CO $_2$的铁电极化状态，FeCl $_2$ /Sc $_2$ CO $_2$异质结构可以从半导体可逆地转变为半金属。有趣的是，半金属相表现出III型断裂带对准，这对于隧道场效应晶体管应用是有益的。我们进行了量子输运模拟，基于\emph{proof-of-concept}两端纳米器件，以证明全电控阀效应独特的非易失性铁电开关的异质结构。这些发现揭示了FeCl $_2$ /Sc $_2$ CO $_2$ vdW异质结构作为设计下一代最终紧凑的信息处理、数据存储和自旋电子器件的构建块的潜力。
2022-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-temperature ferroelectricity in SrTiO$_{3}$ crystals
已知SrTiO $_{3}$是一种初期铁电体。据认为，SrTiO $_{3}$中的铁电稳定性受到量子涨落和反铁电畸变的微妙竞争的抑制。然而，铁电相可以通过掺杂、同位素操纵和应变工程等来稳定。迄今为止，观察到SrTiO $_{3}$薄膜中的铁电性存在于室温下--也就是说，当薄膜生长在特别设计的衬底上时，使用复杂的生长技术。在室温下，可以在特别设计的薄膜上写入和擦除铁电畴。在这里，我们显示出非常相似的铁电体（110）单晶体SrTiO $_{3}$没有特殊的工程以及室温以上使用piezoresponse力显微镜。局部电极化的强度的滞后切换被观察到，并且电活性域可以使用光刻技术在高达$420K$的非常高的温度下被写入和擦除。
2014-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Multistate Manipulation of Charge-Spin Conversion in Two-Dimensional Ferroelectric Bilayers
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Tsinghua University（清华大学）
提出在二维铁电双层中同时控制Edelstein效应和自旋霍尔效应的机制，通过层间极化构型切换实现三种不同状态的电控自旋积累，并利用第一性原理计算在PtBi2双层中验证。
2026-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature ferroelectric p-wave magnet
Nankai University（南开大学）；Fudan University（复旦大学）
该研究以BiFeO3为材料，利用其本征摆线磁结构在室温下实现了与铁电极化共存的p波磁性，其p波自旋极化产生的CPGE响应可通过电学控制摆线手性可逆切换，为电压控制自旋电子器件提供了室温平台。
2026-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Spin Torque Efficiency with Ferroelectric Barriers
本文从理论上研究了含铁电势垒的磁性隧道结中的非平衡自旋输运。结合Bessel函数和Airy函数，得到了考虑界面屏蔽的自由电子薛定谔方程的精确解.我们证明，自旋转移力矩效率，更一般的偏置依赖性的隧道磁电阻和电阻，可以通过切换铁电极化的障碍。这种效应提供了一种补充的方式来电控制自旋转移器件中的磁化强度和相关磁噪声的电流驱动动态。
2012-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering relativistic effects in ferroelectric SnTe
自旋-轨道耦合越来越被视为新现象的丰富来源，如最近围绕拓扑绝缘体和Rashba效应的兴奋所示。我们在这里表明，除了铁电自由度的半导体具有拓扑非平凡的属性，如SnTe，合并了有趣的自旋轨道驱动的物理领域与非易失性功能的自旋电子学呼吁。通过使用各种建模技术，我们表明，一个惊人的丰富的相序列，可以诱导在SnTe，当从室温立方相到低温铁电结构，从拓扑晶体绝缘体的时间反演不变的$Z_2$拓扑绝缘体的“铁电Rashba半导体”，表现出巨大的电可控Rashba效应的散装能带结构。
2014-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Large bias-dependent magnetoresistance in all-oxide magnetic tunnel junctions with a ferroelectric barrier
全氧化物磁性隧道结（MTJ）结合功能材料作为绝缘屏障有可能成为新型多功能器件的基础技术。利用第一性原理密度泛函理论研究了全氧化物SrRuO 3/BaTiO 3/SrRuO 3 MTJ器件的偏压依赖输运特性。这包括一个BaTiO 3的障碍，可以发现无论是在非铁性或铁电状态。在这样的MTJ中，不仅隧穿磁阻可以达到巨大的值，而且对于某些电压，其符号可以通过改变势垒电状态来改变。这些发现为新一代电控磁传感器铺平了道路。
2010-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Reconfigurable, non-volatile control of optical anisotropy in ReS2 via ferroelectric gating
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Sungkyunkwan University (SKKU)（成均馆大学）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究所）
本文通过AlScN铁电门控实现了二维ReS2中光学各向异性的非易失性控制，创下约95%的室温线偏振二向色性可调性纪录，并保持超过12000秒，为电压可编程光子器件提供了通用平台。
2025-09-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrically driven octahedral rotations in SrTiO3 and PbTiO3
我们调查的氧八面体旋转发生在两个钙钛矿，SrTiO 3和PbTiO 3，作为应用的三维电位移场的函数，使我们能够映射出的极性响应的顺电和铁电区域的旋转相图。采用固定电位移场下的第一性原理计算提取Landau-Devonshire模型的参数，并对该模型进行分析以识别不同转动状态之间的相边界。计算揭示了丰富的相图的旋转与外加电场在SrTiO 3和PbTiO 3，虽然细节是完全不同的两种情况下。
2012-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic tunnel junctions
多铁性材料是一种可以同时显示电序和磁序的奇异材料。它们中的一些可以是铁电的和铁磁的，并且例如提供在电极化的强度和磁化中独立地编码信息以获得四种不同逻辑状态的独特机会。然而，允许这些不同状态的简单电读出的方案迄今尚未得到证明。在这篇文章中，我们表明，这是可以实现的，如果一个多铁性材料被用作隧道势垒的磁性隧道结。我们表明，铁磁-铁电La 0.1Bi 0.9MnO 3（LBMO）的薄膜保持两个铁性下降到只有2 nm的厚度。我们已经使用这种薄膜作为自旋过滤隧道势垒，其磁化和电极化的强度可以独立地切换。在这种情况下，穿过结构的隧道电流由势垒的磁性和铁电配置控制，这产生四种不同的电阻状态。这可以通过铁磁LBMO势垒的自旋过滤和由于铁电性在势垒/电极界面处的电荷的部分电荷屏蔽的组合来解释。我们预计我们的研究结果是一个起点，更多的研究铁电性和自旋相关的隧道之间的相互作用，并在原型设备中使用纳米多铁性元素。从更广泛的角度来看，它们可能会开辟一条通往新型可重构逻辑自旋电子学架构和使用自旋过滤器效应的量子计算方案中的电控读出的道路。
2006-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically and magnetically induced optical rotation in Pb5Ge3O11:Cr crystals at the phase transition. 2. Faraday effect in pure and Cr-doped lead germanate in the presence of electric field and spontaneous polarization
本文研究了纯锗酸铅晶体和掺铬锗酸铅晶体在正常铁电相变过程中的法拉第旋转。结果表明，在相变时法拉第旋转角的增加是由自发极化引起的磁电光效应引起的。它与自发极化的平方成正比。我们揭示的现象对应于晶体光学的综合效应，它是由于不同场的共同作用而出现的。
2007-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Domain walls of ferroelectric BaTiO3 within the Ginzburg-Landau-Devonshire phenomenological model
在唯象的Ginzburg-Landau-Devonshire（GLD）模型的框架下，系统地研究了BaTiO 3的四方相、斜方相和菱方相铁电相的机械相容和电中性畴壁，参数为参考[Hlinka and Marton，Phys. Rev. 74，104 - 104（2006）]。在畴壁内的极化和应变分布进行了数值计算，并在近似范围内导致准一维的解析解先前应用于四相的铁电壁[W. Cao和L.E. Cross，Phys.Rev.44，5（1991）]。畴壁厚度和能量密度的所有机械兼容和电中性畴壁物种在整个温度范围内的铁电相的估计。该模型表明，最低的能量墙在BaTiO 3的正交相是90度和60度的墙壁。在菱形相中，最低能量壁是71度和109度壁。所有这些铁弹壁的厚度都小于1 nm，除了90度的四面体相壁和60度的S-壁的正交相，其中发现的较大的厚度为5 nm的数量级。计算表明，最低能量结构的109度壁和其他一些畴壁在正交和菱面体相类似于布洛赫从磁性已知的墙。
2010-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
A Comprehensible Review: Magnonic Magnetoelectric Coupling in Ferroelectric/ Ferromagnetic Composites
该短篇综述聚焦金属铁磁体-铁电绝缘体界面的磁子型磁电耦合，分析其物理机制，探讨对复合材料磁、输运、光学性质的影响，并结合隧道结、光调控、电磁子孤子等案例说明界面功能，为相关材料技术应用提供参考。
2020-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric control of the spin texture in germanium telluride
在没有磁场或辅助铁磁材料的情况下，半导体中自旋的电操纵代表了自旋电子学的圣杯。Rashba效应的使用是非常有吸引力的，因为依赖于k的自旋分裂是由电场引起的。到目前为止，只有微小的影响，在二维电子气（2DEG）已被利用。最近，GeTe已经被预测为具有巨大的Rashba样分裂的体带，起源于由于铁电极化的反转对称性破缺。在这项工作中，我们表明，GeTe（111）表面与向内或向外铁电极化显示相反的意义上的自旋循环体Rashba带，所看到的自旋和角分辨光电发射实验。我们的研究结果代表了第一个实验演示的铁电控制的自旋纹理在半导体，一个根本的里程碑，对开发的非易失性电开关自旋纹理的GeTe自旋电子器件。
2017-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Fractional Quantum Multiferroics from Coupling of Fractional Quantum Ferroelectricity and Altermagnetism
Fudan University（复旦大学）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）
研究提出通过分数量子多铁性实现强磁电耦合，发现电控自旋调控及室温高磁电性能，揭示多铁材料新途径。
2025-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Polarization Rotation Drives a Spin-Topological Transition in Ferroelectric Bismuth Monolayer
University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）
研究铁电铋单层微观开关机制，用第一性原理等方法识别极化旋转路径，其能垒低且驱动自旋拓扑转变，单轴应变可调控，确立极化旋转为开关机制及二维铁电体可编程拓扑的有效途径。
2026-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Rashba Semiconductors as a novel class of multifunctional materials
在现代材料科学中，新的性质、效应或微观机制的发现往往是由对将几种功能结合成单一化合物的追求所驱动的：不仅是后者功能的并列，而且特别是它们的耦合，可以在基本凝聚态物理和技术中开辟新的视野。半导体自旋电子学也不例外。在这种情况下，我们通过密度泛函模拟发现，当相当大的自旋轨道耦合与铁电性相结合时，例如在GeTe中，人们获得了新的多功能材料-称为铁电Rashba半导体（FERSC）-其中，由于巨大的Rashba自旋分裂，自旋织构是可控的，并通过电场切换。这种特殊的自旋-电耦合可以在诸如硫属化物的小间隙绝缘体中找到天然的运动场，并且可以为电控半导体自旋电子学领域带来全新的资产
2014-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Tuning photovoltaic response in Bi2FeCrO6 films by ferroelectric poling
铁电材料是未来光伏应用的有趣候选者，因为它们有可能克服传统的单带隙半导体太阳能电池的基本限制。虽然更有效的电荷分离和带隙以上的光电压在这些材料中是有利的，但使用铁电功能来定制它们的光伏响应仍然令人困惑。在这里，我们解决这个问题，报告一个明确的滞后特性的光伏效应作为一个功能的电场和它的依赖于极化的历史。此外，我们获得洞察光致非平衡载流子动力学Bi2FeCrO6薄膜不仅涉及电荷产生，但也复合过程。在铁电剩磁，光是能够电determination的薄膜与resistance和瞬态效应所证明的电气和piezoresponse力显微镜（PFM）的测量。光伏响应的滞后性质及其在较大光强度下的非线性特性可用于优化未来铁电基太阳能电池的光伏性能。
2018-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Altermagnetic Chern Insulator in magnetic field: electrical control of the Chern number
International Research Centre Magtop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所磁顶国际研究中心）；Department of Physics, University of Guilan（吉兰大学物理系）
通过磁场、自旋倾斜和铁电轨道杂化解除Γ点简并，实现陈数的电场控制，在d波交变磁模型中构建铁电可调陈绝缘体。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of unpolarized light in planar aligned subwavelength-pitch deformed-helix ferroelectric liquid crystals
研究了亚波长螺距变形螺旋铁电液晶在非偏振光照射下的电光特性。在基于Mach-Zehnder干涉仪的实验装置中，观察到参考和样品光束都是非偏振的，产生的干涉图案对DHFLC单元的面内光轴的旋转不敏感。我们发现，场致位移的干涉条纹可以描述在由平均相移确定的电依赖Pancharatnam相对相位，而条纹的可见性是完全由相位延迟。
2017-05-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Mechanically and electrically switchable triferroic altermagnet in a pentagonal FeO2 monolayer
Sichuan Normal University（四川师范大学）；Renmin University of China（中国人民大学）
研究发现五边形FeO₂单层具有机械和电可切换的三铁磁性特性，通过电场和应变调控极化状态，实现替代磁性自旋电子学的应用。
2025-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Engineering topological phase transitions via sliding ferroelectricity in MBi2Te4 (M = Ge, Sn, Pb) bilayers
提出利用层间滑动铁电反转调控 MBi2Te4 双层拓扑相，第一性原理计算证实其可实现可逆能带反转、室温量子自旋霍尔效应及非易失可重构量子器件设计。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electrically switchable hidden spin polarization in antiferroelectric crystals
在中心对称晶体中，由于每个局部扇区缺乏反转对称性，可以观察到真实空间中可见的自旋分裂，从而出现隐藏自旋极化（HSP）。从紧束缚模型出发，我们介绍了非对称反铁电（AFE）晶体作为一类新的功能材料，可以表现出强的局部自旋极化。这种AFE晶体基本上可以分为面内和面外AFE结构，并且可以通过电场可逆地切换到铁电相以显示全局自旋分裂，从而实现对自旋相关性质的非易失性电控制。基于第一性原理计算，我们预测了一种新发现的二维材料，五层（QL）LiBiO $_2$的AFE相中的强HSP的实现。讨论了QL-LiBiO $_2$的电极化的强度（$\sim$ 0.3 nC/m）、跃迁势垒以及自旋极化的可调谐性。
2020-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity-driven altermagnetism in two-dimensional van der Waals multiferroics
Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Institute for Quantum Science and Technology, State Key Laboratory of Advanced Refractories, Materials Genome Institute, Physics Department, Shanghai University（上海大学量子科学与技术研究所、先进耐火材料国家重点实验室、材料基因组研究所、物理系）
本研究通过铁电极化和层间滑动控制二维多铁材料中的交替磁性，揭示了自旋分裂状态与异常霍尔效应的关系，为下一代自旋电子和磁电技术提供了新平台。
2025-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Berry curvature memory through electrically driven stacking transitions
在二维层状量子材料中，层的堆叠顺序决定了晶体的对称性和电子性质，例如Berry曲率，拓扑结构和电子相关性。电刺激可以影响准粒子相互作用和自由能景观，从而可以动态修改堆叠顺序并揭示具有不同量子特性的隐藏结构。在这里，我们展示了电驱动的堆叠过渡，可以应用于设计的非易失性存储器的基础上贝里曲率在几层WTe $_2$。面外电场和静电掺杂的相互作用控制面内层间滑动并产生多个极性和中心对称堆叠顺序。原位非线性霍尔传输揭示了这样的堆叠重排导致层奇偶选择性的Berry曲率记忆在动量空间中，其中的Berry曲率和它的偶极子的符号反转只发生在奇数层晶体。我们的研究结果开辟了一条途径，探索拓扑结构，电子相关性和铁电性之间的耦合在隐藏的堆叠顺序，并展示了一种新的低能耗，电控拓扑存储器在原子薄的限制。
2020-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Spin-resolved electronic structure of ferroelectric α-GeTe and multiferroic Ge1-xMnxTe
碲化锗具有特殊的自旋-轨道耦合效应和铁电晶格极化引起的对称性破缺，为电调谐和电开关自旋电子器件的研究开辟了广阔的前景。通过Mn掺杂α-GeTe主晶格，该系统成为具有磁电性质的多铁性半导体，其中电极化的强度、磁化强度和自旋织构相互耦合。采用自旋和角度分辨的光电子能谱在体和表面敏感的能量范围内，并通过改变偶极跃迁矩阵元素，我们解开体，表面和表面的电子结构的共振态，并确定选定的参数的自旋纹理。从我们的研究结果中，我们得到了一个适合实验数据和第一性原理理论预测的α-GeTe表面电子结构的综合模型，并讨论了Rashba型自旋分裂在外加B场和E场操纵下的非常规演化.
2017-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelastic-switching-driven colossal shear strain and piezoelectricity in a hybrid ferroelectric
能够产生大的可控应变的材料被广泛应用于形状记忆器件、致动器和传感器。人们已经做出了很大的努力来改善各种材料系统的应变输出。其中，铁弹性转变是电驱动铁/压电体和热或磁驱动记忆合金中巨大可逆应变的基础。然而，传统铁电体中的大应变铁弹开关是非常具有挑战性的，而磁和热控制是不可取的应用。在这里，我们展示了一个前所未有的大剪切应变高达21.5%的混合铁电体，C6 H5 N（CH 3）3CdCl 3。的应变响应是约两个数量级高于那些最优秀的常规铁电聚合物和氧化物。这是通过无机键切换实现的，并通过大的有机部分的结构限制来促进，这防止了不期望的180度偏振切换。此外，Br取代能有效地软化固溶体C6 H5 N（CH 3）3CdBr 3xCl 3（1-x）中的键，并在富Br端产生巨大的剪切压电系数（d35 ~ 4800 pm/V）。该化合物优异的机电性能保证了其在轻质和高能量密度设备中的潜力，并且这里描述的策略应该激发基于混合铁电体的下一代压电和电活性材料的开发。
2020-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Structural, dielectric, and ferroelectric characteristics of the low-temperature sintered 65PMN-35PT sample for electroceramic applications
该研究采用改进铌铁矿法在875℃低温合成单相65PMN-35PT陶瓷，表征其四方钙钛矿结构、2微米晶粒等特性，发现其具弛豫行为、特定极化值及负内电场，特性与单晶相似，为电子陶瓷应用提供材料基础。
2025-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Novel Universality Classes in Ferroelectric Liquid Crystals
本文从铁电近晶-C $^*$（SmC ${*}$）液晶的热扰动非线性弹性模型的朗之万公式出发，研究了在电场作用下，SmC ${}^{*}$相到手性液晶相以及相反的动态相变。理论分析是基于动态重整化（DRG）和涌现模型的数值模拟相结合。而DRG架构预测的通用过渡到Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）普适类在动态平衡，在最近的实验中，该模型的数值模拟显示同时存在两个阶段，一个是“亚扩散”（SD）相的特征在于由一个动态指数值为1，和其他KPZ相，其特征在于由一个动态指数值为1.5。SD阶段流动到KPZ阶段，增加外部强制，提供了一个新的普遍性的范例，迄今为止尚未探索的背景下的铁电液晶。
2017-05-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Temperature dependence of transport mechanisms in organic multiferroic tunnel junctions
具有多电阻态的有机多铁性隧道结（OMFTJ）由于其潜在的应用前景而受到广泛关注，如忆阻器和自旋电子学突触器件等。最近，通过电开关铁电体/铁电有机物界面的铁电极化，实现了铁电体对铁磁体/铁电有机物界面自旋极化的铁电控制。然而，仍然缺乏对OMFTJ中的输运性质的理解，特别是有机势垒中的铁电畴结构和自旋极化电子隧穿势垒之间的相互作用。在这里，我们报告的温度依赖的输运行为的系统研究在La0.6Sr0.4MnO3/PVDF/Co OMFTJ。结果表明，铁电畴的热涨落对铁电材料的输运性质有重要影响。当T> 120 K时，上下铁电极化态的电阻随温度的变化规律相反，导致隧道电阻（TER）迅速减小。这些结果有助于理解的输运性质，设计高性能的OMFTJ的忆阻器和自旋电子学应用。
2020-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Nanostructured multiferroic liquids: on the way to fluid ferroelectric magnets
本文提出一种由六方铁氧体纳米片与铁电向列相构成的纳米结构液晶混合物，通过自组装形成同时具备铁电与铁磁序的多铁液体，实现磁电相互耦合响应，在能量收集与传感器等领域具应用前景。
2025-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ferroelectric control of magnetic skyrmions in two-dimensional van der Waals heterostructures
磁性Skyrmions是一种手性纳米自旋织构，通常由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction）引起。最近，在二维（2D）范德华（vdW）铁磁材料（例如Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$）中已经观察到磁skyrmion。Skyrmions的电控制对于它们在低功耗存储技术中的潜在应用是重要的。在这里，我们预测，在Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$单层的铁电体和磁性skyrmions可以通过相邻的2D vdW铁电体在$_{2}$ Se $_{3}$的铁电极化控制。基于密度泛函理论和原子自旋动力学模型，我们发现Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$ /In $_{2}$ Se $_{3}$ vdW异质结中界面对称性破缺产生了相当大的缺陷.我们证明了铁电极化反转可以控制自旋的大小，从而导致Skyrmion的产生和湮灭。此外，我们还发现在In $_{2}$ Se $_{3}$ /Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$ /In $_{2}$ Se $_{3}$异质结构中，随着铁电开关反转Skyrmion手征而改变.预测的电控skyrmion形成可能是有趣的自旋电…
2022-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An active metasurface enhanced with moiré ferroelectricity
本研究利用扭曲六方氮化硼衬底的铁电莫尔畴调制MoSe₂单层发光，通过静电势限制激子并实现光谱分离，可电调控图案化发光，为有源超表面及纳米光子应用提供新路径。
2024-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tetragonal CH3NH3PbI3 Is Ferroelectric
卤化物钙钛矿（HaP）半导体通过显示用特别是四氢甲基铵三碘化铅（MAPbI 3）制成的太阳能电池的显著性能而彻底改变光伏（PV）太阳能转换。特别地，这些电池的低电压损耗意味着光生载流子的显著低的复合率。有人建议，低复合可能是由于空间分离的电子和空穴，一种可能性，如果MAPbI 3是一个半导体铁电体，然而，这需要明确的实验证据。作为第一步，我们表明，在operando，MAPbI 3（不像MAPbBr 3）是热释电的，这意味着它可以是铁电的。下一步，证明它是（不是）铁电体，是具有挑战性的，因为材料的相对较高的电导率（一个适合光伏转换的光学带隙的结果！）以及在高施加偏压下的低稳定性。这排除了铁电电滞回线的正常测量，以证明铁电性是可切换极化的标志。通过采用一种适合于漏电材料的方法，如MAPbI 3，我们在这里展示了在低温下（仍然在室温稳定相的四方相内）来自良好表征的单晶的铁电滞后。使用化学蚀刻，我们还成像极性域，铁电性的结构指纹，周期性地沿着晶体的极轴堆叠，正如理论预测的那样，与整体晶体尺寸成比例。我们还成功地探测到了清晰的二次谐波产生，这是材料非中心对称性的直接证据。我们注意到，材料的铁电性质，可以，但不明显需要在PV电池中是重要的，在室温附近工作。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci
