Sol-Gel Derived Ferroelectric Nanoparticles Investigated by Piezoresponse Force Microscopy
利用压电响应力显微镜（PFM）研究了溶胶-凝胶法制备的LiNbO $_3$纳米粒子的铁电性能。为了确定铁电性的程度，我们拍摄了大面积的图像并进行了统计图像分析。通过使用PFM针尖的极化实验验证了单个纳米颗粒的铁电行为。最后，我们进行了同时测量的平面内和平面外的纳米粒子的压电响应，然后通过90 $^{\circ}$和180 $^{\circ}$旋转样品后的相同区域的测量。这样的测量基本上允许确定每个单个粒子的偏振方向。
2010-09-09 cond-mat.mtrl-sci
119Sn NMR probe of magnetic fluctuations in SnO2 nanoparticles
测量了SnO2纳米颗粒的119 Sn核磁共振（NMR）谱和自旋-晶格弛豫速率（1/T1）随温度的变化，并与SnO2块体样品进行了比较。观察到与本体样品相比，纳米样品的119Sn NMR信号强度损失15%。这表明样品的一小部分具有铁磁性。另一个主要的发现是，在纳米样品中的119Sn纵向核磁的恢复遵循拉伸指数行为，而不是在散装的指数。此外，在室温下的119Sn 1/T1被发现是高得多的纳米样品比其散装对应物。这些结果表明，在SnO2纳米粒子中的磁波动的存在下，在相反的散装（非纳米），这是抗磁性的。这些局部矩可能来自纳米颗粒中的表面缺陷。
2011-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiple quantum NMR dynamics of spin-1/2 carrying molecules of a gas in nanopores
我们考虑多量子（MQ）NMR动力学的气体中的自旋携带分子在纳米腔。MQ NMR动力学由残余偶极-偶极相互作用确定，所述残余偶极-偶极相互作用由于纳米孔中的分子扩散而未完全平均化。由于描述MQ NMR动力学的平均非久期哈密顿量仅取决于一个耦合常数，因此该哈密顿量与总自旋角动量$\hat I^2$的平方可交换。我们使用$\hat I^2$的共同本征态的基础和$I$在外部磁场上的投影来研究MQ NMR动力学。这种方法使我们能够研究由数百个自旋组成的系统中的MQ NMR动力学。得到了MQ相干态稳态分布的解析近似。给出了纳米孔中五自旋系统的MQ NMR相干强度的解析表达式，数值研究发现了在600个自旋甚至更多自旋的系统中，MQ相干强度与它们的阶数（MQ相干分布）的依赖关系.结果表明，在所考虑的系统中的静态MQ相干配置文件是一个指数。
2009-06-08 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Pyroelectric response of ferroelectric nanoparticles: size effect and electric energy harvesting
分析了铁电纳米线和纳米管热释电响应的尺寸效应。热释电系数随丝半径的减小而增大，并在临界半径Rcr处发散，对应于尺寸驱动的顺电相转变。热释电耦合的尺寸驱动增强导致了响应于温度波动的极化铁电纳米颗粒产生巨大的热释电电流和电压。的热释电能量收集和测辐射热检测的最大效率的推导，并示出接近卡诺极限的低温。
2009-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Multidomain switching in the ferroelectric nanodots
控制铁电纳米晶体、纳米线和纳米点中的极化切换具有与自发极化相关联的去极化场的出现相关的固有特异性。该场将有限尺寸的铁电样品分裂成极化域。在这里，基于三维数值模拟，我们研究了形成180 $^{\circ }$极化域的纳米片，单轴铁电材料制成，并表明，除了极化的单畴状态，多畴结构，特别是条纹和圆柱形，可以出现和竞争过程中的开关。这些配置之间的多位切换协议可以通过温度和场变化来实现。
2015-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Schottky diodes of CuInP$_2$S$_6$ nanosheet
本文利用机械剥离的CuInP$_2$S$_6$纳米片制备金属-铁电半导体-金属异质结构，观察到四种偏压和极化依赖的电阻态，证实了铁电肖特基二极管及其开关行为。
2023-09-18 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
Anomalous Larmour Frequency Dependence of Proton Spin-Lattice Relaxation Time (T$_1$) in the Ferroelectric Glycine Phosphite
本文报道了224 K以下铁电体甘氨酸亚磷酸盐的$^1$ H NMR自旋-晶格弛豫时间（T $_1$）的研究结果。实验在200 ~ 419 K温度范围内，在11.40 MHz和23.56 MHz两个频率下进行。我们注意到拉莫尔频率依赖于T $_1$最小值的高温侧。提出了一个基于BPP理论的模型来解释这一现象。
2000-07-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electron-Beam Driven Relaxation Oscillations in Ferroelectric Nanodisks
结合使用的计算模拟，原子级分辨率成像和唯象建模，我们研究的基础机制，在锆钛酸铅（PZT）的纳米盘驱动的电子束纳米畴重组。所观察到的亚赫兹纳米畴动力学确定与弛豫振荡的充电/放电周期时间是由饱和的电荷陷阱和纳米畴壁蠕变。这些结果是不寻常的，因为它们表明在纳米级系统中非常缓慢的非热动力学。
2015-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Relaxations and Relaxor-Ferroelectric-Like Response of Nanotubularly Confined Poly(vinylidene fluoride)
在这里，我们阐明了管状限制的结构和弛豫行为的聚（偏二氟乙烯）（PVDF）的影响，以及这些如何影响该聚合物的对位/铁电行为。我们使用PVDF纳米管在阳极氧化铝（AAO）模板中固化。介电谱测量证明了PVDF纳米管的双峰弛豫过程：除了批量样弛豫，我们检测到一个显着较慢的松弛，这是与PVDF区域的限制动态在界面处与AAO孔。令人惊讶的是，随着温度的升高，块体和界面弛豫都倾向于变得与温度无关-这是之前在无机弛豫铁电体中观察到的行为。与此一致，我们观察到PVDF纳米管的介电常数的实部在相对于温度绘制时表现出宽的最大值，这再次是弛豫铁电体的典型特征。因此，我们提出，在纳米管PVDF，铁电类纳米畴形成在邻近AAO界面的非晶相区域。这些铁电纳米畴可能是由于PVDF大分子和AAO壁之间的选择性氢键形成而导致的各向异性链构象和局部偶极子的优选取向。对于未经辐照的PVDF均聚物，尚未观察到这种弛豫铁电体样行为;因此，我们的发现可能使这种大宗商品塑料在未来的替代应用成为可能，例如，用于生产受益于弛豫铁电体类响应的固态制冷的电热器件。
2017-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Cross talk by extensive domain wall motion in arrays of ferroelectric nanocapacitors
我们报告广泛的畴壁运动铁电纳米电容器阵列的压电响应力显微镜调查。与典型的开关脉冲条件相比，在更长或更高的偏置电压脉冲下，畴壁开始传播到相邻的电容器中，从而引发显著的串扰。在重复运行下，传播路径和传播到相邻电容器的面积总是相同的。实验和仿真结果表明，串扰与电容参数和局部缺陷有关。研究结果可为纳米铁电存储器件的可靠性测试提供参考。
2011-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Manipulating Ferroelectric Domains in Nanostructures Under Electron Beams
在透射电子显微镜（TEM）观察中，独立的BaTiO 3纳米点表现出铁弹90°畴的不同象限的畴结构。这些显着不同的磁通封闭域图案在相同的系统中，通过piezoresponse力显微镜成像。基于一系列的相场模拟的钛酸钡纳米点，我们认为，TEM图案的结果从径向电场所产生的电子束充电的纳米点。对于足够大的充电，这将通量封闭域模式转换为具有径向净极化的象限模式。这不仅解释了在铁电纳米点的TEM研究中观察到的令人困惑的图案，而且还表明了如何通过电子束操纵铁电畴图案。
2013-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Domains in Three-dimensional Ferroelectric Nanostructures: Theory and Experiment
铁电随机存取存储器单元（FeRAM）在三星的锆钛酸铅（PZT）的产量已达到450 x 400 nm（0.18 μ m^2），松下的钽酸锶铋（SBT）的产量已达到0.13 μ m^2，富士通的BiFeO 3的产量也达到了类似的尺寸。然而，为了提高存储密度，行业路线图要求到2010年，这种平面器件将被三维结构所取代。不幸的是，相对于二维薄膜，我们对三维纳米器件的畴尺度等基本问题知之甚少。在这里，我们报告的铁电纳米柱纳米畴的实验测量，连同在3-d结构的畴尺寸的理论解释的意见。
2007-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale ferroelectric manipulation of magnetic flux quanta
利用大极化铁电体（BiFeO 3）和高温超导体（YBa 2 Cu 3 O 7-δ）的异质结构，我们证明了铁电场效应对超导凝聚体的纳米尺度调制。通过这种机制，可以在超导体中创建模仿铁电畴结构的正常区域的纳米级图案。这产生了磁通量量子的能量景观，并进而将局部铁电极化耦合到局部磁感应。我们表明，这种形式的磁电耦合，连同可逆设计的铁电畴结构的可能性，允许静电操纵的磁通量量子。
2011-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Impact of ferroelectric nonlinearity and correlation effects on nanodomain formation
本文采用双参数试探函数的直接变分法和Landau-Ginzburg-Devonshire近似方法，导出了偏置扫描探针显微镜探针引起的铁电体极化空间再分布的解析表达式。我们证明了由探测电场诱导的纳米畴的形状可以是扁球形或长球形，这取决于铁电非线性强度。对于典型的铁电材料参数和探针尖端几何形状，畴核纵横比接近介电各向异性因子。相应的强制性偏见的稳定域的形成是在合理的协议与现有的实验结果。尖峰状域典型的Landauer-Molotskii刚性方法出现在所考虑的情况下，只有当去极化场能量的贡献强烈主导的非线性相关性和场效应和域壁能量。
2010-04-14 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
NaCl-Assisted Growth of Ferroelectric SnSe Nanosheets with Spin Glass-like Behavior
Beijing Key Laboratory of Optoelectronic Functional Materials & Micro-nano Devices, School of Physics, Renmin University of China（中国人民大学物理学院光电功能材料与微纳器件北京市重点实验室）；Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education), Renmin University of China（中国人民大学量子态构建与操控教育部重点实验室）
研究通过氯化钠辅助化学气相沉积法合成高质量单晶SnSe纳米片，发现其具有自旋玻璃行为，揭示了SnSe2杂质的影响，为铁电性质研究奠定基础。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the domain structure of ferroelectric nanoparticles using tunable shells
在Landau-Ginzburg-Devonshire理论的框架下，研究了利用介电性质可调的壳层控制单轴和多轴铁电体球形纳米颗粒中畴结构的可能性.对Sn 2 P2 S6和BaTiO 3纳米粒子进行了有限元建模和分析计算，这些纳米粒子覆盖有高k聚合物、温度依赖的各向同性顺电钛酸锶或具有强烈温度依赖的介电常数张量的各向异性液晶壳。看起来，具有温度依赖性高介电常数（~300 - 3000）的可调顺电壳比具有小得多（~10）的温度无关介电常数的聚合物壳提供了对纳米颗粒极化的更有效的屏蔽。与各向同性顺电和聚合物壳相比，液晶壳（~ 1 - 100）的可调介电各向异性增加了用于控制铁电畴形态（包括单畴状态、畴条纹和圆柱体、曲折和曲折畴以及极化通量闭合畴和涡旋）的新水平的功能。研究结果表明，可调谐壳层覆盖铁电纳米粒子，可以控制铁电纳米粒子的电畴结构形态，从而产生新型铁电存储器和先进的密码学材料。
2019-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Beating the superparamagnetic size limit of nanoparticles on a ferroelectric substrate
当减小纳米级磁性颗粒的尺寸时，它们的磁化强度变得容易受到接近超顺磁性极限的热波动的影响，从而阻碍了依赖于稳定磁化强度的应用。在这里，我们从理论上表明，磁电耦合到铁电衬底呈现可能的实现实质上更小的纳米团簇与热稳定的磁化。对于团簇大小的估计，我们进行计算与铁电钛酸钡基板上的铁纳米粒子的现实材料参数。我们发现，转向极化的钛酸钡与电场影响的磁性沉积的磁性团簇。这些发现指出了一种新的超顺磁性复合材料。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall 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
NMR evidence for energy gap opening in thiol-capped platinum nanoparticles
当金属的颗粒尺寸减小时，预期能隙将由于量子尺寸效应而打开。然而，铂（Pt）金属纳米颗粒中的能隙尚未通过核磁共振（NMR）直接观察到。为了研究Pt纳米颗粒的电子态的粒度依赖性，我们对具有小于3 nm的三种不同平均直径的硫醇封端的Pt纳米颗粒进行了195 Pt NMR实验。对于直径为2.8 nm的纳米颗粒，我们观察到通常的金属行为，具有比体Pt更小的态密度。相比之下，在直径小于2.5 nm的纳米颗粒中，1/T1 T的温度依赖性在150 K以上是激活能形式，这是具有2000 K数量级的能隙的半导体行为。与本体Pt相比，在较小的Pt纳米颗粒中1/T1 T的显著降低超过两个数量级，这归因于费米能处的态密度的消失，这与能隙的打开一致。这些结果表明在我们的硫醇封端的Pt纳米颗粒样品中存在直径低于2.5 nm的金属-绝缘体转变。讨论了巯基封端对电子结构的影响。
2022-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Patterning of dielectric nanoparticles using dielectrophoretic forces generated by ferroelectric polydomain films
本文从理论上研究了电中性粒子在铁电畴图形产生的非均匀电场中所受的介电泳力。几位研究人员已经表明，在铁电单晶中具有给定几何形状的人工制备的畴图案代表了使用介电泳力图案化介电纳米物体的简单而灵活的方法。介电电泳力的来源是强且高度不均匀（杂散）的电场，其存在于铁电膜表面处的铁电畴壁附近。我们分析了介电电泳力的模型中的铁电薄膜的厚度与层状180 ${}^\circ$域图案。计算了考虑自由电荷屏蔽效应时，薄膜上表面上方离子液体中杂散场的空间分布的解析公式。给出了畴型产生的介电泳力的空间分布。数值模拟表明，铁电畴壁和铁电膜的表面的交叉点表示在所谓的正介电电泳的情况下的介电纳米粒子的陷阱。电中性的电介质纳米粒子，自由电荷屏蔽由于液体的离子性质，域图案的几何形状，和布朗运动的纳米粒子的沉积机制和沉积图案的稳定性的影响进行了讨论。
2010-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superparamagnetism induced by polar nanoregions in relaxor ferroelectric (1$-$$x$)BiFeO$_{3}$-$x$BaTiO$_{3}$
在弛豫铁电体2/3BiFeO $_{3}$-1/3BaTiO $_{3}$中发现了一类新的超顺磁性。从超顺磁性磁化曲线估计的磁性颗粒的尺寸与极性纳米区（PNR）的尺寸一致，所述极性纳米区（PNR）支配弛豫铁电性质。这表明磁畴与PNR相同。我们的中子衍射测量估计的磁畴和PNR的大小的温度变化支持这一观点。由于相同的畴提供电和磁性质，因此预期两种性质之间通过畴尺寸的强耦合。
2011-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Nanoscale polarization manipulation and imaging in ferroelectric Langmuir-Blodgett polymer films
由于人们对凝聚态系统中自发有序的基本性质的浓厚兴趣，以及铁电薄膜在机电换能器、红外成像传感器和非易失性随机存取存储器等方面的许多实际应用，纳米尺度下的铁电性行为是日益增长的研究活动的焦点。铁电性，与其同名的铁磁性类似，是一些晶体系统在没有外部电场的情况下保持永久但可逆的电极化的性质。在纳米尺度下的压电响应的成像和动力学可能是探测极化的最直接的手段，如已经在许多薄膜和纳米结构中证明的。在这里，我们报告使用piezoresponse力显微镜（PFM）和开关光谱PFM（SSPFM）图像的铁电性能，畴结构，和极化开关的铁电Langmuir-Blodgett膜的聚（偏氟乙烯-三氟乙烯）（P（VDF-TrFE））共聚物。P（VDF-TrFE）薄膜的PFM成像显示铁电畴尺寸在25-50 nm的量级，并且成像分辨率低于5 nm。地形和PFM图像的特征尺寸是可比的，并且均匀偏振区域的边界与地形特征一致。任意偏振模式可以重复写入和擦除，写入分辨率受晶粒尺寸的限制。来自各个畴的磁滞回线显示出明显的矫顽电压，但在+/-10 V振幅下没有很好地饱和。
2006-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Strain engineering of ferromagnetic-graphene-ferroelectric nanostructures
我们计算了几乎未开发的纳米结构“高温铁磁绝缘体/石墨烯/铁电膜”中的自旋极化电导，特别注意应变多轴铁电膜中电极化的强度旋转的影响。极化矢量的旋转和大小由失配应变控制。我们提出了一个唯象模型，该模型考虑了由于铁磁绝缘体的接近而导致的狄拉克点的偏移，并使用Landauer公式来计算石墨烯通道的电导率。我们推导出的解析表达式表明，应变相关的铁电极化对石墨烯中二维载流子浓度和费米能级具有自洽的控制作用。我们证明了现实的机会，以控制石墨烯的自旋极化电导的失配应变（“应变工程”）在室温和更高的温度下的纳米结构CoFeO 4/石墨烯/PZT和Y3 Fe 5 O 12/石墨烯/PZT。所获得的结果为铁磁/石墨烯/铁电纳米结构作为非挥发性自旋过滤器和自旋阀的应用开辟了可能性。
2020-04-11 cond-mat.mes-hall 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
Lateral Size and Thickness Dependence in Ferroelectric Nanostructures Formed by Localized Domain Switching
铁电纳米结构可以通过使用诸如压电力显微镜（PFM）的技术局部切换域来形成。理解横向尺寸效应对于确定写入铁电纳米结构的最小特征尺寸是重要的。为了理解这些横向尺寸效应，我们使用时间相关的金斯堡-朗道方程来模拟PFM型和平行板电容器配置的局域切换域。我们的研究表明，边缘电场导致切换通过90度域楔形成核较厚的薄膜，而在较小的厚度，极化开关直接由180度旋转。通过减小横向尺寸来增加切换畴所需的电压，并且在非常小的横向尺寸处，矫顽电压变得如此之大，以至于几乎不可能切换畴。在所有情况下，由于边缘效应，切换区域的宽度延伸超出电极。
2008-05-06 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
Depolarizing field and "real" hysteresis loops in nanometer-scale ferroelectric films
我们详细分析了Kim等人[Phys. Rev. Lett.] 95，237602（2005）]。利用Landau理论计算了SrRuO 3/SrTiO 3衬底上应变BaTiO 3薄膜的均匀态临界厚度及其畴形成稳定性。而前者（2.5nm）与从头计算给出的相同，实际临界厚度由畴设定为1.6nm。极化弛豫有较大的Merz激活场。值得注意的是，结果显示了一个负斜率的“实际”磁滞回线，一个标志的域结构在理想的薄膜与不完善的屏蔽。
2006-08-14 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
Analytical description of the size effect on pyroelectric and electrocaloric properties of ferroelectric nanoparticles
利用Landau-Ginzburg-Devonshire理论和有效介质近似，解析计算了球形单畴铁电纳米颗粒的热释电系数和电热系数随外加电场、温度和半径的典型依赖关系.所考虑的物理模型对应的纳米复合材料与铁电纳米粒子的小部分。在分析模型的框架内，我们建立的大小变化如何确定的温度和场行为的热电和电热系数的例子BaTiO 3纳米粒子覆盖的半导体壳，并放置在介电聚合物。我们表明，通过改变颗粒的大小，可以诱导热释电系数和电热温度变化的最大值，控制它们的宽度，高度和符号。所获得的解析表达式允许选择颗粒尺寸、电压和/或温度的区间，对于该区间，热释电能转换和电热系数对于应用是最佳的。所观察到的尺寸效应打开了控制铁电纳米复合材料的热电和电热特性的可能性，这对于它们在能量转换器和冷却系统中的高级应用是重要的。
2019-06-07 cond-mat.mes-hall 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
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
Ferroelectric nanodomains in epitaxial PbTiO3 films grown on SmScO3 and TbScO3 substrates
用Raman光谱和压电响应力显微镜技术研究了在相同条件下用MOCVD技术在SmScO_3和TbScO_3钙钛矿衬底上生长的320 nm厚PbTiO_3铁电外延薄膜的畴结构。讨论了声子频移和典型的畴结构模。结果表明，显着不同的域结构架构：域结构的PbTiO 3薄膜生长在SmScO 3占主导地位的a-域取向，而强烈的优先c-域取向被发现在PbTiO 3薄膜生长在TbScO 3衬底上。这两种情况之间的差异可以追溯到在沉积温度下的薄膜-衬底晶格失配。
2013-04-12 cond-mat.mtrl-sci
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
Anomalous domain periodicity observed in ferroelectric PbTiO3 nanodots with 180o stripe domains
PbTiO 3基纳米点和纳米管由于其在非易失性存储器和多功能器件中的潜在应用而受到广泛关注。关于铁电薄膜中180 °条纹畴的尺寸效应，已有大量关于厚度依赖的畴周期性的报道。所有这些研究表明，根据经典的Landau-Lifshitz-Kittel（LLK）标度定律，180 °条纹畴的畴周期性与膜厚度（d）成比例，直到约2nm的厚度。然而，在PbTiO 3纳米点的情况下，我们获得了一个非常惊人的相关性，即对于小于某个临界值dc（~35 nm）的厚度，畴宽度甚至随着纳米点厚度的减小而增加，这令人惊讶地表明LLK标度律指数为负值。直流电的理论考虑的基础上，我们属性的非铁电表面层的存在下，除了铁电纳米点的有限的横向尺寸效应，这种异常的域周期性。
2013-01-15 cond-mat.mes-hall 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
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
Comment on ``Elastic Stabilization of a Single-Domain Ferroelectric State in Nanoscale Capacitors and Tunnel Junctions" [N.A. Pertsev and H. Kohlstedt, Phys. Rev. Lett. 98, 257603 (2007).]
在最近的一封信中[N. A. Pertsev和H. Kohlstedt，Phys. Rev. Lett. 98，257603（2007）]作者声称“甚至纳米级电容器和隧道结也可以具有足以用于存储器应用的面外极化。“在这里，我们以一种基本的方式表明，这个结论并没有被他们的计算所证实，他们应该在他们的近似值中得出相反的结论。
2007-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Theory of terahertz pulse transmission through ferroelectric nanomembranes
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本文提出了一种基于Landau-Ginzburg-Devonshire理论和微扰方法的解析模型，用于预测铁电纳米膜在太赫兹脉冲激发下的晶格极化演化与脉冲传输，并揭示了利用共振极化-光子耦合反转圆偏振太赫兹脉冲手性的新机制，为太赫兹波调制提供了不依赖超表面的新途径。
2025-09-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Magnetic properties of vanadium-oxide nanotubes probed by static magnetization and {51}V NMR
本文报道了多壁钒氧化物纳米管的静态磁化率和核磁共振的测量结果。在这种纳米磁体中，钒离子的结构低维性和混合价态产生了复杂的静态磁化强度和核弛豫速率的温度依赖性。对磁性的不同贡献的分析允许识别单个层间磁性位点以及纳米管壁的双层中的强反铁磁耦合的钒自旋（S = 1/2）。特别是，数据给出了强烈的迹象表明，在结构上定义良好的钒自旋链的墙壁，由于不均匀的电荷分布，反铁磁二聚体和三聚体发生。总的来说，约30%的钒离子以二聚体的形式耦合，表现出700 K量级的自旋间隙，另外约30%的钒离子包括单独的自旋和三聚体，而其余约40%的钒离子是双自旋的。
2006-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Harnessing ferroelectric domains for negative capacitance
在低功率纳米级电子学中克服玻尔兹曼暴政的紧迫追求使20世纪30年代早期的工程师们重新思考负电路常数的可能性。基于铁电的负电容（NC）设备的概念引发了该领域的爆炸性活动。然而，大多数的研究解决了瞬态数控，留下的基本问题，存在的稳态数控尚未解决。在这里，我们证明了铁电纳米点电容器主机一个稳定的两个域状态实现静态可逆NC设备，从而打开路线广泛使用的NC畴壁为基础的纳米电子学。
2018-11-29 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
