Properties of ferroelectric nanodots embedded in a polarizable medium: Atomistic simulations
采用原子论方法研究了嵌入在可极化介质中的铁电纳米点的有限温度性质。不同的阶段进行预测，这取决于铁电强度的材料构成的点和系统形成的介质。特别是发现了两种序参量共存或偶极涡旋间具有特殊序的新态。我们还讨论了这些阶段的起源，例如去极化场和介质驱动的点之间的相互作用。
2006-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Engineering of Wurtzite Ferroelectrics: Unveiling Phase Transition and Ferroelectric Switching in ScAlN Nanowires
该研究首次系统考察全 Sc 组成范围的 ScAlN 纳米线相变，发现界面可稳定高 Sc 含量的有序纤锌矿相，并首次证实其铁电开关。
2024-08-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Atomistic treatment of depolarizing energy and field in ferroelectric nanostructures
本文提出了一种{ \it atomistic}方法，可以精确有效地处理{ \it any}低维铁电结构中的去极化能量和场。这种方法的应用证明了广泛使用的连续模型（甚至）对于简单测试用例的局限性。此外，在基于第一性原理的模型中实现这种方法揭示了一种不寻常的相变-从呈现自发极化的状态到与极化的环形矩相关联的相位-在铁电纳米点中，对于去极化场的临界值。
2005-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Tuning of the depolarization field and nanodomain structure in ferroelectric thin films
铁电薄膜中金属-铁电界面的屏蔽效率对铁电薄膜的极化稳定性和功能特性起着决定性的作用。不完美的屏蔽导致强去极化场，其降低自发极化或驱动铁电畴的形成。我们证明，通过修改屏蔽在金属-铁电界面通过插入的介电间隔，去极化场的强度可以被调谐，从而用于控制纳米级域的形成。使用piezoresponse力显微镜，我们遵循的域配置的演变，以及作为去极化场强的函数的极化稳定性。
2015-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Understanding polarization vs. charge dynamics effects in ferroelectric-carbon nanotube devices
为了优化多功能碳纳米管-铁电器件的性能，有必要了解极化和电荷动力学对其性能的影响。直接比较铁电Pb（Zr0.2Ti0.8）O3和介电SrTiO 3场效应晶体管，我们表明，这两种效应强烈竞争，瞬态电荷动力学最初掩盖高达40%的铁电场效应。因此，对于应用来说，关键是最大限度地提高铁电膜的质量和与碳纳米管的界面，以充分利用可切换的极化。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of Polar Nano Regions in Pb-free ferroelectrics
通过固溶体添加形成极性纳米区域可以显著提高铁电材料的功能特性。尽管在表征极性纳米区域的微观行为方面取得了相当大的进展，但理解其真实空间原子结构和形成动力学仍然是一个相当大的挑战。在这里，使用动态对分布函数的方法，我们提供了直接的见解的作用，固溶体添加剂对稳定的极性纳米区域中的无铅铁电体的Ba（Zr，Ti）O3。结果表明，对于较大的Zr离子取代Ti的最佳水平，铁电极化的原子位移的动力学足够慢，这导致在太赫兹频率以下的偶极子之间的局部相关性增加。动态对分布函数技术展示了独特的能力，以获得洞察局部相关的原子动力学在无序材料，包括新的无铅铁电体，这是必要的理解和控制其功能特性。
2017-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Analytical description of domain morphology and phase diagrams of ferroelectric nanoparticles
在Landau Ginzburg Devonshire方法的框架下，发展了铁电纳米粒子畴结构形态和相图的解析描述。为了模拟粒子表面自发极化的不完全屏蔽的现实条件，考虑用具有有限屏蔽长度的超薄屏蔽电荷层覆盖粒子表面。通过有限元模型计算的球形Sn2P2S6纳米颗粒在“温度与表面屏蔽长度”坐标系中的相图表明，在三临界点处出现多畴区域，并且随着颗粒半径的屏蔽长度超过临界值而变宽。亚稳态和稳定的谷胱甘肽结构域存在于Sn2P2S6纳米粒子的半径为8和10 nm及以上，类似于前面考虑的CuInP2S6纳米粒子的情况。推导了顺电相、单畴和多畴铁电相的边界、三临界点和铁电畴出现的必要条件的简单解析表达式，并与有限元模拟结果进行了比较，证明了其高精度。分析描述表明，相图和畴形态，这是定性相似的计算在这项工作中，可以预期在其他铁电纳米粒子覆盖的屏蔽电荷，而不同的一级和二级铁电顺电转变的铁电体。
2018-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic control of ferroionic states in ferroelectric nanoparticles
探讨了单轴铁电纳米粒子与具有广泛迁移率分布的电子和离子电荷的表面系统相互作用的极性状态，这对应于纳米粒子在溶液或环境条件下的实验情况。铁电偶极子和表面电荷之间的非线性相互作用在外场中具有缓慢的弛豫动力学，导致出现了广泛的顺电类，反铁电类离子和铁电类铁离子状态。这些状态之间的交叉不仅可以通过表面电荷的静态特性来控制，还可以通过它们在外加场中的弛豫动力学来控制。所得结果不仅为铁电纳米粒子在纳米电子学和光电子学中的高级应用提供了前景，还为实验验证提供了策略。
2022-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiple polarization orders in individual twinned colloidal nanocrystals of centrosymmetric HfO2
自发极化是非中心对称晶体中铁电功能的关键。高集成度铁电器件要求在小体积内稳定铁电极化。在这里，原子分辨率的透射电子显微镜成像显示，孪晶诱导的对称性破缺的胶体纳米晶体的中心对称的HfO 2导致形成多个极化订单，这是与亚纳米铁电和反铁电相。铁电相的最小尺寸极限被发现是~4 nm 3。密度泛函理论计算表明，铁电和反铁电相之间的转换可以通过晶格应变调制，并在任何方向上都是可能的。这项工作的结果提供了一条路线，在信息存储中的HfO 2纳米晶体的应用密度是超过一个数量级高于缩放限制所定义的尺寸。
2020-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Smearing of phase transition due to surface effect in ferroelectric nanostructures
通常用于铁电薄膜和纳米结构的朗道型方法中的边界条件必须被修改以考虑铁电体（FE）的表面是"场“型缺陷。表面（界面）场耦合到极化的正常分量，结果，二阶相变通常被抑制，并且响应中的异常被洗掉，如实验所观察到的。
2004-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Out-of-plane Piezoelectricity and Ferroelectricity in Layered $α$-In2Se3 Nano-flakes
二维（2D）极限中的压电和铁电性质对于纳米电子、机电和光电应用是高度期望的。在这里，我们报告的平面外的压电性和铁电性的范德瓦尔斯分层$α$ -In 2 Se 3纳米薄片的第一个实验证据。通过扫描透射电子显微镜、二次谐波产生和拉曼光谱测量证实了$α$ -In 2 Se 3样品的非中心对称R3 m对称性。具有相反极化的域通过压电响应力显微镜可视化。单点极化实验表明，对于厚度低至~ 10 nm的$α$ -In 2Se 3纳米薄片，极化是潜在可切换的。压电效应在两端器件中得到了证实，其中肖特基势垒可以由应变诱导的压电势来调制。极性$α$ -In_2Se_3是一种具有简单晶体结构的二维压电和铁电材料，在电子和光子学方面具有巨大的应用潜力。
2017-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Faceting Oscillations in Nano-Ferroelectrics
我们观察到周期性刻面的8 nm直径的铁电磁盘上的10 s的时间尺度时，薄的Pb（Zr0.52Ti0.48）O3（PZT）薄膜暴露于恒定的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）光束。振荡是在圆盘几何形状和尖锐刻面六边形之间。这种行为类似于坡莫合金中的自旋结构和磁畴壁速度振荡[A. Bisig等人，自然通讯4，2328（2013）]，涉及过冲和从缺陷脱钉扎[C. P. Amann等人，J. Rheol. 57，149-175（2013）]。
2014-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of ferroelectric nano cluster in BaTiO3 observed as a real time correlation between two soft X-ray laser pulses
我们进行了一个理论研究，以澄清光产生的纳米尺寸的铁电团簇的动力学性质观察顺电BaTiO 3作为两个软X射线激光脉冲之间的斑点图案的实时相关性，在顺电-铁电相变温度以上。基于软X射线光子与铁电声子耦合模型，利用微扰展开方法研究了散射几率随时间的变化。通过量子蒙特卡罗模拟，在声子谱函数中很好地再现了与团簇相关的声子软化和中心峰效应。此外，还发现铁电团簇的弛豫动力学特性决定了散斑相关的时间依赖性。在相变点附近，团簇激发是稳定的，导致长的弛豫时间。而在高温下，团簇结构受到热涨落的影响，最终弛豫时间较短。
2008-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Phase transitions induced by confinement of ferroic nanoparticles
提出了在唯象理论框架下研究初级铁性（铁电、铁磁、铁弹）纳米粒子相变的一般方法。自由能中考虑了表面应力、序参量梯度、伸缩效应以及退极化和退磁效应。弯曲的纳米颗粒表面下的强内在的表面应力被证明在转变温度（如果有的话）的移动中发挥重要作用，直到出现新的有序相缺席的散装铁电。推导了尺寸诱导铁电相变温度与圆柱或球形纳米颗粒尺寸、极化梯度系数、相关半径、表面内应力和电致伸缩系数的近似解析表达式。结果表明，纳米颗粒的相变温度可以高于块体材料的相变温度。纳米线铁电性能保持和增强的最佳条件对应于半径5 - 50nm和表面压应力。在有利的条件下，尺寸效应（空间限制）诱导铁电相的初始铁电纳米线和纳米球。室温下半径小于5 - 20 nm的KTaO 3纳米棒中尺寸诱导铁电性的预测对于下一步基于3D纳米结构的器件小型化可能很重要。
2007-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Minimum domain size and stability in carbon nanotube-ferroelectric devices
研究了c轴取向外延Pb（Zr0.2Ti0.8）O3薄膜的铁电畴反转，并与数值模拟和理论预测进行了比较.用碳纳米管作为电极，可以在270 nm厚的膜中切换半径小至9 nm的连续纳米畴，保持稳定超过20个月。域壁的缺陷钉扎似乎在稳定这样的域中起着关键作用，低于预测的热力学尺寸限制。
2012-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain Structures in Confined Nanoferroelectrics: Phase Field Approach
采用相场法模拟了不同形状和尺寸的铁电纳米棒中的电畴结构。通过改变静电相互作用和弹性相互作用的能量比，研究了受限铁电体中涡旋畴的结构。结果表明，静电相互作用的强烈影响可以导致不满足应变相容条件的90 °畴壁的形成。纳米铁电体的相场模拟结果与原子计算结果吻合良好，表明相场方法为分析纳米铁电体的畴结构提供了一种有效的工具。
2007-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Magnetic Properties of Ferroelectric GdCrO3 nanoparticles
采用改进的水热法合成了单相GdCrO3纳米粒子。样品在128 K处显示出补偿温度，低于该温度，由于两个亚晶格磁化之间的竞争，在低温下DC磁化变为负和正。在Néel温度（168K）下，电子顺磁共振谱显示谱线的宽度和强度发生突变。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Labyrinthine domains in ferroelectric nanoparticles: a manifestation of gradient-driven morphological transition
在Landau-Ginzburg-Devonshire（LGD）方法的框架下，研究了单轴铁电体球形纳米颗粒中相图和畴结构演化的有限尺寸效应。颗粒表面覆盖有一层屏蔽电荷，其特征在于具有有限的屏蔽长度。在坐标“粒子半径与屏蔽长度”中计算的相图具有分离单畴铁电相和非极性顺电相的多畴结构的宽区域。出乎意料的是，我们发现了一个区域的稳定的不规则的铁电畴的单轴铁电CuInP 2S 6的纳米粒子与一级顺电-铁电相变。我们建立了谷胱甘肽结构域的起源是LGD，极化梯度和静电能的相互平衡。当极化梯度能量低于临界值时，畴壁出现分支并迅速增加。考虑到LGD方法的普遍性，我们认为梯度诱导的形态转变可能是许多具有长程序有序参数的空间受限铁性材料（包括弛豫铁性材料、铁磁性材料、反铁畸变材料和具有无公度铁性相的材料）中出现铁磁畴的来源。
2018-05-05 cond-mat.mtrl-sci
The origin of the ferroelectric-like orthorhombic phase in oxygen-deficient HfO2-y nanoparticles
本文通过XRD、EPR和DFT计算揭示了氧缺陷及钇掺杂HfO2-y纳米颗粒中类铁电正交相的形成机制，并提出了修正的有效LGD模型，为硅兼容铁电纳米材料设计提供理论工具。
2024-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Atomic scale symmetry and polar nanoclusters in the paraelectric phase of ferroelectric materials
自从氧化物钙钛矿（ABO 3）中发现铁电性以来，铁电材料名义上的非极性顺电相中的“禁止”局域和长程极性有序的性质一直是一个悬而未决的问题。目前考虑的模型建议局部相关位移的B-网站原子沿立方方向的一个子集<111>。这种离位位移已经被实验证实，然而，本质上是动态的，它们不能解释宏观实验所暗示的静态性质的禁止极化。在这里，在原子分辨的像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）的拉曼光谱补充研究，我们揭示，直接可视化和定量描述静态的，2-4 nm的大极性纳米团簇在名义上的非极性立方相的（Ba，Sr）TiO 3和钛酸钡。这些结果对理解无序材料的原子尺度结构、铁电体中前体状态的起源具有影响，并且可能有助于回答纳米尺寸团簇的动态与静态性质的模糊性。
2020-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Phase instability induced by polar nanoregions in a relaxor ferroelectric system
被称为极性纳米区域（PNR）的局部不均匀性在控制弛豫铁电体的介电特性方面发挥着关键作用-弛豫铁电体是一类特殊的材料，具有巨大的机电响应，并且很容易被外场极化。用中子非弹性散射方法研究了PNR对Pb（Zn_（1/3）Nb_（2/3））O_3 - 4.5%PbTiO_3（PZN-4.5%PT）弛豫铁电体结构的影响。发现PNR与声波（即声学声子）的传播之间存在强相互作用，其可见性可以通过外部电场来增强。沿不同方向传播的声学声子之间的比较揭示了由PNR引起的晶格动力学中的大的不对称性。我们认为，这种PNR-声子相互作用引起的相位不稳定性可能有助于这种和相关弛豫铁电材料的压电响应。我们的研究结果也自然地解释了在这些系统中观察到的各种单斜相的出现。
2008-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Effect of surface tension and depolarization field on ferroelectric nanomaterials properties
提出了考虑表面张力和退极化场的纳米晶铁电陶瓷或纳米粉体性能的尺寸效应理论。将表面张力引入到自由能泛函中，用表面张力系数表示表面能。后者被证明是依赖于温度，由于其关系的纳米粒子的介电常数。模型中考虑了表面空间电荷层的存在，计算了退极化场效应，该空间电荷层能够补偿体材料中的退极化场。在尺寸驱动相变的顺电相和铁电相中，解析求解了具有外推长度随温度变化的边界条件的纳米材料非均匀极化的Euler-Lagrange方程。计算了这种相变的临界温度对颗粒尺寸的依赖性。得到了纳米材料极化率和介电常数随温度和尺寸的变化关系。通过最小化不同功率极化级数形式的常规自由能来计算这些和其他性质的可能性，但是系数取决于颗粒尺寸、温度、退极化场的贡献和表面张力系数。这些后者的影响被证明是影响基本的纳米材料的性能。与现有的实验数据进行比较。
2002-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Infrared nano-spectroscopy of ferroelastic domain walls in hybrid improper ferroelectric Ca$_3$Ti$_2$O$_7$
铁材料以畴壁的形式表现出不均匀性是众所周知的。了解这些边界的属性是至关重要的控制功能与外部刺激，并实现其潜力的超低功耗存储器和逻辑器件以及新的计算架构。在这项工作中，我们采用基于同步辐射的近场红外纳米光谱来揭示混合反常铁电体Ca $_3$ Ti $_2$ O $_7$中的铁弹（90 $^\circ$铁电）畴壁的振动特性。通过局部映射的Ti-O伸缩和Ti-O-Ti弯曲模式，我们揭示了如何结构序参量旋转跨越墙壁。因此，我们将观察到的近场振幅变化与潜在的结构调制联系起来，并测试铁电开关模型对真实空间的局部结构测量。这一举措打开了大门，宽带红外纳米成像的异质性铁。
2019-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Domain wall roughness and creep in nanoscale crystalline ferroelectric polymers
我们报告压电响应力显微镜研究的静态和动态性能的畴壁（DW）在11至36 nm厚的薄膜的结晶铁电聚（偏氟乙烯-三氟乙烯）。DW粗糙度指数ζ的范围为0.39至0.48，DW蠕变指数μ的范围为0.20至0.28，揭示了意想不到的有效维度约为1.5，与薄膜厚度无关。我们的研究结果表明，主要是2D铁电性的层状聚合物，我们属性的分形维数DW去粗糙化由于面内和面外极化之间的相关性，可以利用这种效应，以实现高的横向域密度开发纳米铁电性为基础的应用。
2013-08-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Energy storage properties of ferroelectric nanocomposites
本文利用原子级有效哈密顿量方法研究BaTiO₃纳米线嵌入SrTiO₃基体的铁电纳米复合材料储能特性，发现不同极化与涡旋相导致能量密度随温度呈非线性或线性响应，并预测超高能量密度和理想效率。
2023-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Fixed Volume Effect on Polar Properties and Phase Diagrams of Ferroelectric Semi-ellipsoidal Nanoparticles
对于现代工业中的高级应用，减少铁电纳米颗粒的体积而不严重劣化其极性性质是非常重要的。在许多实际重要的情况下，固定体积（而不是固定尺寸）对应于纳米颗粒制造的现实技术条件。这封信的重点是铁电极化行为的理论研究，顺磁电系数和相图的半椭圆形纳米粒子与固定体积V。我们的方法结合了朗道-金兹伯格-德文希尔现象，经典静电学和弹性理论。我们的研究结果表明，半椭圆形BiFeO 3纳米粒子的相图和极化的尺寸效应非平凡地取决于V。这些研究结果提供了一条路径，以优化纳米粒子的极性特性，通过控制其相图在一个固定的体积。
2018-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of nano-size Ferroelectrics
对位移型铁电体的有限温度极化动力学进行了理论分析。特别是，我们考虑的热激活开关时间的单畴铁电极化研究的Landau-Khalatnikov方程的装置，扩展到捕获热波动。结果进行了比较与开关时间公式，从泡利主方程的解析解如下。在第二步中，我们专注于一个原型的铁电体所描述的温度依赖的朗道-德文郡模型，包括热波动的相图。我们的模拟表明，在减少的尺寸，我们归因于热波动的序参量在各自的阶段相不稳定的出现。我们的结论是，随着随温度变化的势系数，热波动应考虑到实现一个全面的描述减少尺寸的铁电体的热行为。为了支持我们的结论，我们模拟了多域系统的电场激活开关时间，并将结果与Kolmogorov-Avrami-Ishibashi等成熟模型的预测进行了比较。
2016-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of micro- and nano-scale domain recording by high-voltage atomic force microscopy in ferroelectrics-semiconductors
计算了铁电半导体晶体中微畴和纳米畴在原子力显微镜针尖电场作用下的平衡尺寸。该畴被认为是一个扁长的半椭球体，畴壁相当薄。首次考虑了样品的半导体性质和畴壁的表面能，修正了Landauer模型。晶体内部的自由载流子导致在畴周围形成屏蔽层，该屏蔽层部分地将其内部与去极化场屏蔽。我们通过晶体材料参数（屏蔽半径、自发极化值、介电常数张量）和原子力显微镜针尖特征（电荷、曲率半径曲率半径）来表示畴的半径和长度。通过施加电压的畴半径的依赖关系是在一个很好的定量协议与高压原子力和扫描探针显微镜记录在铌酸锂和钽酸锂晶体的亚微米铁电畴。
2005-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption of ions from aqueous solutions by ferroelectric nanoparticles
研究证明无铅单轴铁电纳米颗粒通过温度诱导相变和强铁离子耦合，可高效吸附水溶液中的离子和自由基，为环保型实验室水溶液净化提供新方法。
2025-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Formation of nanostructures in ferroelectrics and antiferroelectrics in the process of phase transformation
本文研究了锆钛酸铅基固溶体中铁电相和反铁电相共存引起的非均匀状态。铁电相和反铁电相的尺寸的顺序为20至30 nm的域共存于大量的样品中，由于在相的自由能的一个小的差异。相间边界的共格特性导致沿这些边界的弹性应力的集中。由于晶格的等效位置被不同尺寸的离子占据，弹性应力导致固溶体的局部分解。较大的离子被驱入具有较大晶胞参数的畴中，较小的离子被推入具有较小晶胞参数的畴中。以这种方式形成的偏析的尺寸为8至15 nm的量级。
2006-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Nano-actuator concepts based on ferroelectric switching
纳米致动器的概念，使用铁电开关产生增强的位移探索使用相场模型。致动器具有在不存在外加电场的情况下的基态，所述电场由取向成形成通量闭合的极化域组成。当施加电场时，极化通过铁电开关重新定向并产生应变。该器件由衬底机械偏置，并且当去除电场时返回到基态，从而给出可重复的致动循环。伴随铁电转换的机械应变比仅由压电效应获得的应变大几倍。我们还展示了第二种设计的致动器，其中的位移进一步增加的铁电梁的弯曲。相场建模是用来跟踪的驱动周期期间的设备中的域模式的演变，并研究设计参数，以提高可实现的致动应变。
2017-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrode modified domain morphology in ferroelectric capacitors revealed by X-ray microscopy
本文利用纳米探针X射线衍射对BiFeO3基电容器内部铁电畴进行非侵入成像，揭示了电极引起的畴无序、部分极化重取向及电极边缘晶格倾斜，为纳米器件原位表征开辟了新途径。
2025-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic dielectric function in polar nano-regions of relaxor ferroelectrics
本文建议将单晶钙钛矿弛豫体的红外反射率谱视为细晶铁电陶瓷：局部冻结极化使介电函数在声子频率范围内具有强烈的各向异性，纳米尺度下极化的随机取向要求考虑非均匀退极化场。采用一个简单的有效介质近似（Bruggeman对称公式）的介电函数描述的极性光学模式的阻尼谐振子原来是足够的复制的PMN的室温反射率的所有主要特征。其中一个反射带被确定为完全与纳米级偏振不均匀性相关的几何共振。该方法为系统地确定纳米尺度下由非均匀极化分裂的极模频率提供了一般指导。
2005-10-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Direct Probing of Polarization Charges at the Nanoscale
铁电材料具有可用于多种应用的自发极化。由于长期以来对器件尺寸的不断减小，铁电材料和器件的制备正进入纳米尺度。因此，为了评估铁电性，需要研究纳米尺度下的极化电荷。尽管如此，它已被普遍接受，使用传统的导电原子力显微镜（CAFM）没有顶部电极的极化电荷的检测是不可行的，因为纳米级半径的原子力显微镜（AFM）的尖端产生一个非常低的信噪比。然而，检测与AFM针尖的半径无关，实际上，是切换区域的问题。在这项工作中，我们证明了直接探测的极化电荷在纳米级使用的正向上负向下的方法的基础上，传统的CAFM方法，没有额外的校正或电路，以减少寄生电容。我们成功地探测到73.7和119.0 μ C/cm 2的铁电纳米电容器和薄膜的极化电荷密度，分别。研究结果表明了在纳米尺度下评价极化电荷的可行性，为在纳米尺度下评价铁电性提供了新的指导。
2017-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Visualizing moiré ferroelectricity via plasmons and nano-photocurrent in graphene/twisted-WSe2 structures
本研究利用近场红外纳米成像与纳米光电流技术，通过相邻石墨烯的等离激元响应可视化极小转角WSe₂的莫尔铁电畴，证实铁电极化对石墨烯等离激元及光电特性的调制作用，为莫尔铁电性研究及光电器件发展提供新路径。
2023-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PMN) Relaxor: Dipole Glass or Nano-Domain Ferroelectric ?
结合我们的极化演化、拉曼散射软模和透射电镜微观结构的综合研究，并结合文献报道的结果，我们证明了典型弛豫Pb（Mg_（1/3）Nb_（2/3））O_3（PMN）在T<Tc~225 K时是铁电体。它在很宽的温度范围内的反常介电行为是由于晶体中畴的重新取向造成的。揭示了弛豫过程中结构演化的一幅清晰的图像。研究发现，纳米铁电畴（通常称为极性纳米区）之间相互作用形成微米畴。除了众所周知的化学成分和局部对称性的不均匀性，这种多尺度的畴结构的不均匀性被认为在产生弛豫系统中的神秘现象中起着至关重要的作用。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced piezoelectric response at nanoscale vortex structures in ferroelectrics
本研究结合原位X射线布拉格相干衍射成像与第一性原理分子动力学，发现纯BaTiO3纳米涡旋核可产生五倍压电增强，为设计纳米压电材料提供新途径。
2023-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale piezoelectric response across a single antiparallel ferroelectric domain wall
令人惊讶的不对称性，在当地的机电响应横跨一个单一的反平行铁电畴壁的报告。利用压电力显微镜研究了同成分和近化学计量比的锂离子电池中畴壁周围的面内和面外机电信号。所观察到的不对称性示出有很强的相关性，晶体化学计量，这表明缺陷畴壁的相互作用。提出了一种缺陷偶极子模型。利用有限元方法模拟了壁面的机电过程，并进行了图像重建。对于近化学计量组成，良好的协议，发现在形式和幅度。一些差异之间的实验和建模宽度的成像效果在墙上。这是从可能的静电贡献的成像过程的角度进行分析，以及在壁附近的材料特性的局部变化。
2005-03-09 cond-mat.mtrl-sci
The Persistence and Memory of Polar Nano-Regions in a Ferroelectric Relaxor Under an Electric Field
用中子漫散射方法研究了弛豫化合物Pb[（Zn $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$）$_{0.92}$ Ti $_{0.08}$ ]O $_3$在[111]取向电场作用下的极性纳米区（PNR）响应.与经典的预期相反，与PNR相关的漫散射持续存在，甚至部分增强场冷却。外部电场的影响在去除电场后由PNR保留。即使在将系统加热到$T_C$以上并在零场下冷却后，所施加场的"记忆“也会重现。
2005-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The screening effects influence on the nano-domain tailoring in ferroelectrics-semiconductors
计算了BaTiO_3和LiNb_3铁电半导体中原子力显微镜针尖电场记录的纳米畴的实际尺寸，并与以往的计算结果进行了对比.我们修改了现有的畴形成模型，允许德拜屏蔽，充电的迟缓的表面屏蔽层之间的尖端尖端和畴对接表面的发射电流和畴退极化场的重新分配引起的充电尖端。结果表明，畴壁的退极化场能、德拜屏蔽效应和高压场致发射导致了平衡畴尺寸的本质减小。我们得到，畴长和畴半径并不随电压的降低而连续减小：在一定的临界电压下，畴长和畴半径都不为零。这种“阈值”畴的形成类似于一阶相变，并且与最近的理论和实验研究相关。
2005-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Reentrant phase in nanoferroics induced by the flexoelectric and Vegard effects
我们探讨了弯电效应和Vegard效应（化学压力）的相图，长程极性顺序和相关的物理性质的球形铁电纳米粒子使用朗道-金兹伯格-德文希尔唯象方法的影响。这些效应的协同作用可以导致纳米颗粒相图的显著变化。特别是，通常预期的过渡从铁电顺电相在一些小的临界尺寸是不存在的，所以临界尺寸失去了意义。相反，铁电相的稳定性表现为转变温度和极化随颗粒尺寸减小而提高。在半径为5-50 nm的四方BaTiO 3纳米球中较早地观察到铁电相重入现象[Zhu等人，JAP 112，064110（2012）]，并且至今未得到解释。我们的计算表明，激发现象的物理机制是挠曲化学效应。由于自发的挠曲电耦合，以及离子空位，应该存在于任何纳米结构的铁电体，得到的分析结果可以有效的许多纳米铁电体，其中可重入相的外观可以预测。
2015-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-Induced Transitions of Polar State and Domain Morphology of Photo-Ferroelectric Nanoparticles
本研究通过Landau-Ginzburg-Devonshire方法揭示光致铁电纳米颗粒在光照下发生相变、畴形态演变及回滞环变化，并在三临界点展现超顺电类巨压电响应，为压电应用提供新可能。
2023-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Designing of super-elastic freestanding ferroelectric thin films guided by phase-field simulations
了解电畴结构的动力学行为对于超弹性自支撑铁电薄膜的设计和应用至关重要。相场模拟是目前在介观尺度上观察、探索和揭示铁电材料中畴变和相变的有力工具。本文综述了相场法在自支撑铁电薄膜、褶皱结构和纳米弹簧的理论解释、力学响应和畴结构演化等方面的最新进展。进一步证实并讨论了超弹性铁电纳米结构中应变与铁电极化之间的强耦合关系，为自支撑铁电薄膜系统的应变工程设计提供了新的思路。为进一步推动自支撑铁电薄膜系统的创新发展和应用，对自支撑铁电薄膜的理论模型进行了总结和展望。
2022-08-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optical poling of a quantum ferroelectric metal across the order-disorder phase transition
Auburn University（奥本大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（产业技术综合研究所）；University of Delaware（特拉华大学）
本研究通过旋转各向异性二次谐波产生证明电子掺杂钛酸锶的铁电相变具有序-无序本质，且飞秒光场可超快可逆操控其极性纳米区，建立了极性金属的全光操控途径。
2026-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Estimation of Domain Size in Nano Ferroelectrics from NMR T1 Measurements
研究了有序-无序铁电体中I=3/2四极自旋体系由于畴壁引起的自旋晶格弛豫，提出了一种测量纳米铁电体畴宽的通用方法。基于电极化的强度在从一个畴向另一个畴移动时经历螺旋取向的事实，假设在低温下，由于畴壁中的电极化的强度可能容易重新取向，畴壁处和附近的自旋经历弛豫，即使畴主体中的这种弛豫几乎已经停止。存在于畴内的自旋通过最近邻相互作用通过自旋扩散过程将磁化转移到畴壁而经历弛豫。速率方程的自旋人口形成代表铁电畴由一个一维链的等距自旋具有偶极耦合。自旋布居计算作为时间的函数为不同比例的四极偶极跃迁概率的样品进行选择性射频脉冲。用畴宽和四极与偶极跃迁几率比导出了自旋-晶格弛豫时间T_1的表达式。结果表明，对于正常晶粒尺寸的晶体，只要已知自旋晶格弛豫时间T1，就可以估算出磁畴宽度。结果具有普遍性，适用于任何具有纳米尺寸畴和自旋I=3/2核的有序无序铁电体。
2008-02-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.chem-ph
Self assembly of monodisperse CdS nano-cylinders with a pore
我们目前调查的自组装和生长的$CdS$纳米管阵列：一个良好的平衡的定向运动，扩散和聚集反应${\rm Cd^{+2}}$和${\rm S^{-2}}$离子的结果。在以前的通信[J. Kiruthiga，A. Chatterji，J. Chem. Phys.，{ \bf 138} 024905（2013）]中，我们确定了非常均匀的$CdS$纳米圆柱体从纳米通道末端意外生长的机制。此外，圆柱体沿轴向具有孔，但在一端封闭。{ \em单分散} CdS纳米圆柱体的这种独特的自组装现象已经在相当简单的实验中观察到，其中含有0.1 M ${\rm Cd Cl_2}$和0.1 M ${\rm Na_2 S}$溶液的两个室通过阳极氧化铝（AAO）纳米通道阵列连接[A. Varghese，S. Datta，Phys. Rev. E.，{ \bf 85}，056104（2012）]。我们先前的研究确定了单个纳米管在单个AAO纳米通道出口点处生长的原理。在这篇文章中，我们确定了影响纳米管自组装过程的因素，这些纳米管生长在一个紧密排列的AAO纳米通道出口阵列中。我们的模型不是$Cd^{+2}$或$S^{2-}$特定的，实验方案可以扩展到自组装一般类的反应扩散A和B离子与A（${\rm Cd^{+2}}$）选择性迁移出纳米通道。特别地，我们注意到，在纳米管的初始长时间生长之后，在AAO纳米通道出口附近可能出现…
2013-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
