Stabilization of highly polar BiFeO$_3$-like structure: a new interface design route for enhanced ferroelectricity in artificial perovskite superlattices
在ABO 3钙钛矿中，氧八面体旋转是常见的结构扭曲，可以促进具有R3 c结构的BiFeO 3中的大铁电性[1]，但抑制具有Pbnm对称性的CaTiO 3中的铁电性[2]。对于许多类CaTiO 3钙钛矿，BiFeO 3结构是亚稳相。在这里，我们报告的高极性BiFeO 3-类相的钛酸钡在SrTiO 3衬底上生长的BaTiO 3/CaTiO 3超晶格的稳定。的稳定是通过重建的氧八面体的旋转在界面处的非极性散装CaTiO 3的图案的BiFeO 3相的特征是一个不同的模式。通过结合振幅对比度次0.1nm高分辨率透射电子显微镜和第一性原理理论的结构，能量学和极化的超晶格及其组成部分的重建解释。我们进一步预测了一些新的人工铁电材料，证明非极性钙钛矿可以通过这种界面机制变成铁电体。因此，大量具有CaTiO 3结构类型的钙钛矿，包括许多磁性代表，现在是新型高极性多铁性材料的良好候选者[3]。
2016-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Superlattice-induced ferroelectricity in charge-ordered La$_{1/3}$Sr$_{2/3}$FeO$_{3}$
电荷序驱动铁电体是一类新兴的功能材料，不同于传统的铁电体，其中电子主导的开关可以在高频下发生。尽管它们有希望，但到目前为止，只有少数表现出这种行为的系统在实验上得以实现，这激发了对新材料的需求。在这里，我们使用密度泛函理论研究人工结构的混合价固溶体La $_{1/3}$ Sr $_{2/3}$ FeO $_{3}$（LSFO），一个系统的实验研究的效果。我们的计算表明，A位阳离子（111）层状LSFO表现出铁电电荷有序相，其中反转对称性被打破，通过改变注册表的电荷顺序相对于超晶格分层。该相位是能量简并与基态中心对称相位，和计算的开关极化是39 $μ$ C/cm $^{2}$，一个显着的值所产生的电子转移Fe离子之间。我们的计算表明，人工结构的LSFO和其他混合价氧化物具有强大的电荷有序的固溶体相可以导致电荷顺序诱导的铁电性。
2019-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Charge-order-induced ferroelectricity in LaVO$_{3}$/SrVO$_{3}$ superlattices
采用第一性原理密度泛函理论加$U$（DFT+ $U$）方法研究了LaVO $_{3}$和SrVO $_{3}$ 1：1超晶格的结构和性质.最低能态是反铁磁电荷有序的Mott绝缘相。在这些绝缘相之一中，层状电荷有序与层状阳离子有序相结合，以产生具有垂直于界面的非零自发极化的极性结构。这种极化是由V $^{3+}$和V $^{4+}$层之间的电子转移产生的，并且与常规铁电体的极化相当。该极性态相对于非极性基态的能量仅为3 meV/钒。在拉伸应变下，这种能量差可以进一步减小，这表明极性相可以通过施加电场诱导，产生反铁电双磁滞回线。如果系统不切换回非极性状态时删除的字段，铁电型磁滞回线可以观察到。
2016-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Supertetragonal BaSnO3 induced giant ferroelectricity in SrTiO3/BaSnO3 superlattices
本研究通过第一性原理计算发现压缩应变可使 BaSnO3 进入隐藏的铁电超四方相，并在 SrTiO3/BaSnO3 超晶格中诱导大极化。
2025-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer and hybrid ferroelectricity in (YFeO$_{3}$)$_{n}$/(YTiO$_{3}$)$_{n}$ magnetic superlattices
氧化物异质结构中的界面总是为新出现的性质提供了肥沃的土壤。从高能带到低能量对手的电荷转移是自然预期的，如发生在半导体$p$ - $n$结中。在本研究中，我们预测了（YFeO $_3$）$_n$ /（YTiO $_3$）$_n$超晶格中的一些特殊物理现象。首先，这些莫特绝缘体之间的电荷转移是在相反的直观能带排列的情况。第二，在$n=2$磁性超晶格中产生具有适度极化的混合铁电性。此外，即使（$AB$ O $_3$）$_2$ /（$AB$ ′ O $_3$）$_2$系统变为金属，铁电型畸变也可以持续，从而产生可能的金属铁电性。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable ferroelectricity in artificial tri-layer superlattices comprised of non-ferroic components
假设没有铁性成分的异质结构材料系统不显示与铁电性相关的有序性。然而，在由过渡金属氧化物组成的异质结构中，由界面引入的破坏可以影响电子自旋、电荷和轨道之间的竞争相互作用的平衡。这导致了异质结构的原始构建块中缺乏的特性的出现，包括金属性，磁性和超导性。在这里，我们报告的发现，铁电性的人工三层超晶格仅由非铁电性NdMnO 3/SrMnO 3/LaMnO 3层。铁电性观察到低于40 K表现出很强的可调谐性的超晶格周期性。此外，磁电耦合导致150%的磁调制的极化。密度泛函计算表明，打破空间反转对称性和混合价，因为阳离子不对称性和界面极性不连续，分别引起所观察到的行为。我们的研究结果表明，工程的非对称分层结构与紧急铁电和磁场可调功能不同的正常设备，其中组件是典型的铁电体。
2012-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The interplay of ferroelectricity and magneto-transport in non-magnetic moiré superlattices
本工作在石墨烯/六方氮化硼莫尔超晶格中发现了界面铁电性及其磁场增强效应，并揭示铁电极化对量子输运的调制作用，为二维存储与逻辑应用提供新途径。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Improper Ferroelectricity and Moiré Superlattices-induced Exciton Quantization in Layered 2D Halide Perovskite
Monash University（莫纳什大学）；Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
研究通过伪等轴孪生揭示了层状二维卤化物钙钛矿中混合非对称铁电性和莫尔超晶格诱导的激子量子化现象，解决了长期存在的异常二次光致发光争议，并为扭曲电子学、光铁电和压电光电子器件开辟了新途径。
2026-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of metallicity, ferroelectricity and layer charges in SmNiO$_3$/BaTiO$_3$ superlattices
本文利用密度泛函理论证明SmNiO$_3$金属电极的形式层电荷能显著影响BaTiO$_3$的铁电极化，发现铁电临界厚度为零，并构建静电模型揭示金属屏蔽长度对极化稳定性的关键作用，为控制铁电性质提供了新途径。
2024-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity driven magnetism at domain walls in LaAlO$_3$/PbTiO$_3$ superlattices
除了在某些多铁性材料中，电荷偶极矩和自旋矩很少在单相体材料中共存。尽管在过去的十年里取得了很大的进展，但大多数多铁性材料的磁电性能仍然很差，这是由于电荷偶极子和自旋矩之间的内在排斥。作为一种替代方法，氧化物异质结构可以避开块体材料的本征限制，并提供更有吸引力的潜力来实现磁电功能。本文对LaAlO $_3$ /PbTiO $_3$超晶格进行了第一性原理研究。虽然这两种组分都不是磁性的，但磁矩出现在这些超晶格中的PbTiO $_3$的铁电畴壁处。这种铁电畴和局域磁矩之间的扭曲，不仅表现出一种有趣的多铁性，而且可能有助于纳米异质结构中磁性的电控制。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric and anti-ferroelectric coupling in superlattices of paraelectric perovskites at room temperature
从外延SrTiO $_3$ /BaZrO $_3$超晶格的介电和结构测量的结果揭示的属性，不能简单地解释在单膜上的组成材料的测量。对于大的超晶格周期性（20/20和38/38结构，即其中每个SrTiO 3和BaZrO 3层分别为20或38个晶胞厚的样品），电容-电压曲线指示室温铁电性。对于较小的周期性（7/7和15/15），观察到反铁电型行为，表明单个极性层之间的强耦合。这与最近的二次谐波产生结果一致[A.Q. Jiang等人，J.Appl.Phys.93，1180（2003）]中的方法来研究SrTiO $_3$ /BaTiO $_3$超晶格中的有序性。然而，这里研究的结构的两种成分都是顺电的。应变诱导室温铁电性在SrTiO $_3$和这些层之间的距离依赖性耦合提出的机制，导致所观察到的行为。
2003-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Probing ferroelectricity in highly conducting materials through their elastic response: persistence of ferroelectricity in metallic BaTiO3-d
铁电性（FE）是否可以与金属或高导电状态共存的问题，或者更确切地说，它必须被自由电荷的屏蔽所抑制，是理论研究数量迅速增加的焦点，并最终得到积极的实验响应。这个问题与FE材料的热电和多铁性（也是磁性）应用密切相关，其中需要导电性或虚假导电性。在这些情况下，用于探测铁电性的传统方法受到自由电荷的阻碍或变得完全无效，自由电荷屏蔽对外部电场的极性响应。这一事实可以解释为什么从FE金属的第一个提议到目前的实验和理论活动之间经过了40多年。测量的弹性模量，杨氏模量在本情况下，相对于温度是一种有效的方法，用于研究掺杂对FE转变的影响，因为弹性性能不受电导率。在这种方式中，它示出的FE转换BaTiO 3-d不抑制通过O空位的电子掺杂，只有起始温度被压低，但软化的幅度，因此的压电活性，最初甚至增加。
2019-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Engineering ferroelectricity in monoclinic hafnia
本文提出通过设计无缺陷的外延(HfO₂)₁/(CeO₂)₁超晶格，在热力学稳定的单斜相HfO₂基础上实现稳健铁电性，获得大于25 μC/cm²的极化强度和约2.5 meV/原子的超低翻转能垒，为高性能HfO₂铁电器件开辟新路径。
2023-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Tri-layer superlattices: A route to magnetoelectric multiferroics?
我们探索计算形成的三层超晶格作为一种替代方法相结合的铁电性与磁性，形成磁电多铁性。我们发现三层结构对超晶格极化的贡献与传统铁电体中的典型极化相比很小，并且可切换的铁电组分可以忽略不计。相比之下，我们表明，外延应变和“负压”可以产生大的，可切换的极化是兼容的磁性共存，即使在材料中没有活跃的铁电离子。
2007-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Enhancing ferroelectric stability: Wide-range of adaptive control in epitaxial HfO2/ZrO2 superlattices
本研究提出利用高质量外延(HfO2)n/(ZrO2)n超晶格解决HfO2极性相亚稳态问题，实现了大厚度范围内稳定的铁电性，并通过第一性原理计算揭示了界面形成能和相变动力学能垒对抑制非极性相的关键作用。
2025-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Unusual behaviour of the ferroelectric polarization in PbTiO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ superlattices
采用离轴射频磁控溅射法制备了PbTiO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$超晶格。利用X射线衍射和压电原子力显微镜研究了PbTiO $_{3}$与SrTiO $_{3}$的比例变化对铁电极化的影响。对于PbTiO $_{3}$层厚度大于结构中使用的3单元晶胞SrTiO $_{3}$厚度，发现极化随着PbTiO $_{3}$厚度减小而减小。这一观察结果证实了退偏场在薄膜中的极化降低中的主要作用。对于PbTiO $_{3}$与SrTiO $_{3}$之比小于1的样品，观察到不能用静电考虑来解释的铁电性的令人惊讶的恢复。
2005-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic resonance probing of ferroelectricity and magnetism in metal-organic frameworks
我们采用电子顺磁共振（EPR）的自旋探针Mn 2+的研究DMAMnF和Mn 2掺杂的DMZnF，这被认为是模型金属有机框架（MOF）与Pb自由钙钛矿结构的顺电铁电转变。在DMAMnF中，我们研究了在X波段（9.4 GHz）和超过80至300 K的Mn 2 + EPR线的形状和强度的变化，我们表明在铁电转变的磁电耦合的情况下。在DMMnF的反铁磁转变处，我们检测到由AFM相的弱铁磁性引起的磁电耦合。在DMZnF中，Mn 2+探针的EPR和DFT的组合表明，晶体场主要由DMA+阳离子决定。
2022-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Realization of biferroic properties in La0.6Sr0.4MnO3 0.7Pb(Mg0.33Nb0.67)O3 0.3(PbTiO3) epitaxial superlattices
采用脉冲激光烧蚀法在LaNiO 3涂层的（100）取向LaAlO 3衬底上制备了一组对称和非对称的超晶格，其组成层为铁磁性的La0.6Sr0.4MnO3和铁电性的0.7Pb（Mg0.33Nb0.67）O30.3（PbTiO 3）。研究了所有超晶格的结晶性、磁性和铁电性。所有的超晶格结构在10 K和300 K之间的宽温度范围内表现出铁磁行为，而只有非对称超晶格表现出相当好的铁电行为。观察到外加磁场对非对称超晶格铁电性质的强烈影响。进行了研究，以了解对异质结构的电响应的导电LSMO层的影响。对称超晶格结构中铁电性的缺失归因于它们的高泄漏特性。外加磁场对非对称超晶格铁电性能的影响表明界面对性能有很强的影响。在这些异质结构中观察到的麦克斯韦-瓦格纳型介电弛豫证实了介电响应上的界面的主导地位。
2007-03-30 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of competing ferroelectric and antiferroelectric instabilities in BaTiO3/BaO superlattices
我们报道了（BaTiO ${_3}$）$_m$ /（BaO）$_n$超晶格的第一性原理研究，研究了周期性$m/n$的变化.我们发现，这样的系统开发一个极性区中心不稳定性足够大的\textit{m} / \textit{n}比，这可以理解，至少定性地说，从一个简单的静电模型，并应导致铁电基态。然而，声子色散曲线的分析也指出，出现在$m=4$周围的区域边界处的反铁电不稳定性较强，达到铁电性的临界比之前，仍然占主导地位超过它。该分析使我们能够预测，（BaTiO ${_3}$）$_m$ /（BaO）$_n$超晶格应该呈现反铁电基态的$m$大于4，这应该顺利地演变为多畴结构的增加$m$值，只有成为大$m$的铁电。
2010-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Sub-10 nm Probing of Ferroelectricity in Heterogeneous Materials by Machine Learning Enabled Contact Kelvin Probe Force Microscopy
将铁电材料的尺寸减小到纳米级对铁电极化模式和切换极化的能力具有强烈的影响。随着铁电畴的尺寸缩小到纳米尺度，极化模式的异质性变得越来越明显，从而使纳米晶和纳米复合材料中的各种可能的极性织构成为可能。理解这些材料的基本物理以及它们在电子纳米器件中的应用的关键是能够以非破坏性的方式在纳米尺度上研究它们的铁电极化。我们表明，接触开尔文探针力显微镜（cKPFM）结合k-均值响应聚类算法，使测量的铁电响应在8 nm的映射分辨率。在硅上的钛酸钡薄膜组成的四角和六角纳米晶体，我们确定离散的铁电响应集群的纳米级横向分布，完全符合由透射电子显微镜确定的纳米结构。此外，我们将这种数据聚类方法应用于在不同温度下测量的cKPFM响应，这使得我们能够随着居里温度的接近和跨越相变而跟踪偏振模式的相应变化。这项工作开辟了映射复杂的铁电极化纹理，如卷曲/漩涡极性纹理，可以稳定在外延异质结构和更一般地映射任何空间高度异质铁电材料的极性域分布的前景。
2023-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Probing sliding ferroelectricity in bilayer T$_\mathrm{d}$-WTe$_2$ with high-harmonic generation
TU Graz（格拉茨工业大学）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普物质结构与动力学研究所）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Universidad del País Vasco UPV/EHU（巴斯克大学）
通过高阶谐波生成研究双层T$_\mathrm{d}$-WTe$_2$的滑动铁电性，揭示铁电态对称性破缺对极化解耦谐波谱的影响，证实高阶谐波光谱作为非侵入性探测二维量子材料滑动铁电性和晶格对称性的有效性。
2026-04-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Probing single unit-cell resolved electronic structure modulations in oxide superlattices with standing-wave photoemission
控制复合氧化物界面的结构耦合是一个强大的平台，用于创建具有大量无法获得的电子和磁性的新的多层膜。然而，随着设计和控制这种埋层和界面的电子结构的能力，在单位单元水平上，一个新的挑战出现，能够探测这些工程涌现的现象与深度相关的原子分辨率以及元素和轨道选择性。在这里，我们利用核心水平和价带软x射线驻波光电发射光谱的组合，结合扫描透射电子显微镜，以探测等价锰氧化物超晶格[Eu 0.7Sr 0.3MnO 3/La 0.7Sr 0.3MnO 3] x 15的深度依赖性和单晶胞分辨电子结构，其中电子-通过设计的氧八面体旋转/倾斜和A位位移，结构性质被有意地随深度调节。我们的晶胞分辨测量揭示了局部化学和电子价带态的显着转变，这与层分辨第一性原理理论计算一致，从而为未来各种异质工程材料系统的深度分辨研究打开了大门。
2019-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Soliton disentangling and ferroelectric hysteresis in reconstructed moire superlattices
由晶格失配或/和扭曲角产生的莫尔材料激发了人们对挖掘物质新量子相的极大兴趣。最近，涌现的界面铁电性已令人惊讶地发现在空间反演对称性破缺系统，如菱面体堆叠双层过渡金属二硫属化物（TMD）。然而，莫尔超晶格对应于偏振开关和滞后的演化仍然不清楚，这对于深入了解晶格对称性和能带拓扑之间的相互作用以及开发光电存储器件至关重要。在这里，我们报告的观察声子分裂的应变孤子网络中重建的莫尔超晶格，所产生的扭曲和松弛诱导强三重旋转对称性（C3）破缺。声子分裂的间隔可以通过垂直位移场来调节，并表现出铁电相关的磁滞回线。这些声子演化特征归因于畴壁运动过程中莫尔孤子解纠缠和晶格粘性的贡献。此外，我们证明了原理莫尔铁电隧穿结，其势垒被净极化修改，隧穿电阻为~10^4。我们的工作不仅揭示了莫尔孤子的晶格动力学，而且为未来的铁电基光电存储器件提供了一条潜在的途径。
2022-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Probing Plasmonic Oscillations in 2D Moiré Nanocrystal Superlattices by Low-Loss EELS
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；University of Washington（华盛顿大学）；SuperSTEM, SciTech Daresbury Science and Innovation Campus（超级扫描透射电子显微镜，科学技术达尔斯伯里科学与创新园区）；University of Leeds（利兹大学）
通过低损耗EELS研究二维莫尔纳米晶体超晶格中的等离子体振荡，揭示其与光学光谱的差异，强调EELS在理解纳米结构对集体电子性质影响中的作用。
2026-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity and antiferroelectricity in the BaS-PbS system with the rocksalt structure
Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学）
研究了BaS-PbS体系中多种结构的铁电不稳定性，用第一性原理计算发现其与TO声子不稳定性有关，除铁电相外还有反铁电相及混合相，能量接近暗示低温可能出现非遍历性。
2026-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Chemical control of polar behavior in bicomponent short-period superlattices
使用第一性原理密度泛函计算，我们研究了铁电性和极性不连续性的范围内的1-1氧化物超晶格，铁电性和顺电组件建成的相互作用。已经进行了研究，以选择不同的组分化学组成。我们发现，当存在极性界面时，即使铁电体只有一个晶胞厚，极性不连续也会引起铁电体层的偏心运动。扭曲产生不可切换的极化，与相应的散装铁电体的幅度相当。相反，在界面处没有极性不连续的超晶格中，铁电层中的偏心运动通常被抑制。的行为和功能特性的细节，然而，被发现是敏感的外延应变，旋转不稳定性和二阶Jahn-Teller活动，因此强烈的影响由顺电层的化学成分。
2010-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
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
Twist-induced Out-of-plane Ferroelectricity in Bilayer Hafnia
Institute of Materials Science and Engineering, Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校材料科学与工程研究所）；Department of Mechanical Engineering and Material Science, Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校机械工程和材料科学系）；Department of Physics and Astronomy, University of Nebraska, Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校物理与天文学系）；Department of Physics, Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校物理系）
研究通过第一性原理计算揭示双层1T-HfO2在扭折诱导下产生稳定的平面外极化，为原子层铁电器件集成提供新途径。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Effect of ferroelectric layers on the magnetocapacitance properties of superlattices-based oxide multiferroics
采用脉冲激光沉积法在SrTiO $_3$衬底上制备了一系列由铁磁La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_3$（LCMO）和铁电/顺电Ba $_{1-x}$ Sr $_x$ TiO $_3$（0 $\leq $ x $\leq $ 1）组成的超晶格.获得由具有均匀尺寸的球形丘构成的外延性质的膜。膜的磁输运性质揭示了在145-158 K范围内的铁磁居里温度和高达30%的负磁阻，这取决于用于其生长的铁电层的类型（\QTR{it}{i.e.}的\QTR{it}{x'}值）。还观察到在55 K至105 K的温度范围内的铁电性，这取决于钡含量。更重要的是，膜的多铁性由负磁电容的出现决定，发现其在铁电转变温度附近最大（每\QTR{it}{tesla} 3%）。这些结果是理解的基础上的铁电/顺电层和应变诱导的多重铁性的作用。
2005-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Properties of BaTiO3/BaZrO3 ferroelectric superlattices with competing instabilities
采用第一性原理方法，在密度泛函理论的基础上，计算了（BaTiO $_3$）$_1$ /（BaZrO $_3$）$_n$铁电超晶格（$n = {}$ 1- 7）在[001]方向上的性质.结果表明，在厚度为一个晶胞的钛酸钡层中，这些超晶格中出现准二维铁电性，极化方向在层平面内，与相邻层中的极化相互作用很弱.在这些SL中的铁电有序的能量和分离不同取向的极化状态的势垒的高度是足够大的，以提供在300 K的独立极化平面的阵列的形成。考虑了结构不稳定性对超晶格性质的影响。结果表明，基态是$Γ_{15}$极性声子和声子在$M$点（对于偶数周期的SL）或在$A$点（对于奇数周期的SL）同时凝聚的结果;它是一种极性结构，相邻层中八面体异相旋转，其中高极化层与强旋转层在空间上分离.双轴压缩SL中铁电不稳定性和结构不稳定性之间的竞争表现在八面体旋转的开启导致极化方向的突然变化，并可能导致发生不适当的铁电相变。结果表明，实验观察到的$z$ -组件中的SL的极化只能出现作为一个结果的机械应力松弛。
2013-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Scalable and deterministic construction of moiré superlattice in 2D materials using stressor films
Cornell University（康奈尔大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）
本文提出了一种可扩展的方法，通过应力薄膜在二维材料中确定性地诱导应变，从而构建出莫尔超晶格，展示了其在转角二硫化物中的应用，实现了对莫尔图案的精确控制。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity in Atomically Thin Metallic TaNiTe$_5$ with Ultrahigh Carrier Density
State Key Laboratory of Micro-nano Engineering Science, Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education), School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院微纳工程科学国家重点实验室人工结构与量子控制教育部重点实验室）；School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院）；School of Physics, Zhejiang University of Technology（浙江工业大学物理学院）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures（先进微结构协同创新中心）
TaNiTe5中发现铁电性与超高水平载流子密度共存，通过PFM和STEM证实其铁电行为源于表面Te原子位移，揭示二维极限下铁电性与高载流子密度的相互作用。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric hysteresis in singly aligned graphene-hBN moiré superlattices
CIC nanoGUNE（纳米科技联合研究中心）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU（物质物理中心（CFM-MPC）CSIC-巴斯克大学联合中心）
通过霍尔测量和温度依赖性实验，证实单层石墨烯-六方氮化硼莫尔超晶格中存在铁电响应，并揭示其源于莫尔超晶格能带导致的异常电荷屏蔽，自发极化从2K持续至室温。
2026-06-01 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
Short-circuit boundary conditions in ferroelectric PbTiO$_3$ thin films
研究了短路电边界条件在铁电薄膜密度泛函理论计算中的应用。模型PbTiO $_3$膜与Pt电极，我们表明，在周期性的超电池的边界条件下，电极的短路条件是等效满足两个重复的平板几何形状：一个PbTiO $_3$ /金属超晶格几何形状和周期性的金属/PbTiO $_3$ /金属/真空几何形状，其中的金属是Pt或SrRuO $_3$。我们讨论了每种几何结构在研究薄膜铁电性中的好处。
2006-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport Properties of Ferromagnetic/Antiferromagnetic Superlattices: Probing the role of induced magnetization in antiferromagnetic layer
本研究利用双轨道双交换模型模拟LSMO/PCMO铁磁/反铁磁超晶格，揭示了PCMO层中诱导铁磁矩对超晶格磁输运性质及电导率的关键影响，结果与实验一致。
2024-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ionic control over ferroelectricity in 2D layered van der Waals capacitors
范德华层状材料CuInP 2S 6具有有趣的功能行为，包括存在四个单轴极化状态，通过Cu离子迁移，负电容制度，和可逆提取的电场的极化反转。这些特征的核心在于Cu离子的高迁移率，这也决定了自发极化。因此，Cu穿过晶格的迁移导致不寻常的铁电行为。在这里，我们演示了如何极性和离子性质的相互作用提供了一个路径，离子控制的铁电行为，通过施加选定的直流电压脉冲，随后探测铁电开关快速三角电压扫描。使用电流测量和理论计算，我们观察到，增加直流脉冲持续时间的结果在更高的离子电流，建立的内部电场，转移极化回路，并增加了总的可切换极化的~50%，由于存在一个高的极化相，这是稳定的内部电场。除了通过选定的方波脉冲调谐铁电行为外，滞后极化切换甚至可以完全失活和重新激活，从而导致三态系统，其中极化切换被抑制或可以在两个不同的方向上执行。
2022-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Driven Structure-Ferroelectricity Relationship in hexagonal TbMnO$_3$ Films
六方锰氧化物薄膜及其异质结构作为一种有前途的多铁性材料，近年来引起了人们的极大兴趣。我们报道了高质量外延h-TMO/YSZ（111）薄膜的结构转变，通过各种表征技术进行了分析。用变温拉曼光谱和光学椭圆偏振光谱观察到了在TC~800 K温度范围内P63 mc到P63 mcm结构的相变。后者直接探测电子系统，表明其在结构相变的修改可能是由于从氧到Mn的电荷转移。透射电子显微镜（TEM）原位观察表明，在410 K时，铁电畴已经发生了不可逆的P63 mc-P63 mcm相变，铁电畴消失。在温度循环（300 K-1300 K-300 K）后，室温TEM显示h-TMO薄膜的微结构不均匀，包含分别具有P63 mc和P63 mcm结构的铁电和顺电纳米畴。我们指出了强烈的影响应力松弛，诱导温度和约束样品的几何形状上的结构和铁电性的应变稳定的h-TMO薄膜。
2020-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Highly tunable moiré superlattice potentials in twisted hexagonal boron nitrides
本研究展示了扭转六方氮化硼莫尔超晶格平台，通过KPFM可视化铁电畴，实现高度可调的势强度、多级极化及激光原位操控，为可编程量子材料奠定基础。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Superconducting cavity probes sliding ferroelectricity in small-angle twisted WSe$_2$
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内耳研究所）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；National Institute for Materials Science（日本国立材料研究所）
通过将小角度平行堆叠的WSe$_2$嵌入超导共面波导腔，测量其高频交流响应，观察到电容和品质因数的迟滞行为，证实了滑动铁电性并揭示了畴壁运动引起的弛豫效应。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Progress in Computational Understanding of Ferroelectric Mechanisms in HfO$_2$
本文综述了基于第一性原理DFT等计算方法对HfO$_2$铁电机制的深入研究，探讨了亚稳极性相稳定因素及复杂相互作用，并展望了机器学习与相场模拟在解决高矫顽场等问题中的前景。
2024-06-11 cond-mat.mtrl-sci
The role of substrates and environment in piezoresponse force microscopy: A case study with regular glass slides
压电响应力显微镜（PFM）是研究纳米尺度铁电和压电特性的有力工具。PFM响应的相位和振幅的滞后切换被认为分别是铁电和压电行为的标志。然而，PFM的应用是有限的事实，类似的滞回效应也可能会产生与铁电性或压电性无关的机制。在本文中，我们报告了我们的研究常规玻璃载玻片，显示铁电类信号，而不是铁电和经常用作基底的PFM实验。我们演示了基板和其他环境因素，如相对湿度和实验条件可能会影响新材料的PFM结果。
2016-10-03 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
Excitonic signatures of ferroelectric order in parallel-stacked MoS$_2$
本研究利用反射衬度光谱直接探测少层3R-MoS₂的铁电性，发现层内激子对铁电有序敏感而层杂化激子与之解耦，结合理论计算揭示机制并实现多态极化的光学调控。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Probing Quantum Anomalous Hall States in Twisted Bilayer WSe2 via Attractive Polaron Spectroscopy
Joint Quantum Institute (JQI), University of Maryland（马里兰大学联合量子研究所）；Electrical Engineering Department, University of Maryland（马里兰大学电气工程系）；Center for Functional Nanomaterials, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室功能纳米材料中心）
该研究通过吸引极子光谱首次直接观测到扭曲双层WSe2中的量子反常霍尔态，并证实其自旋磁性，结合陈数测量确定其拓扑性质，展示了该材料在二维拓扑序和强关联现象研究中的潜力。
2026-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Octahedral and polar phase transitions in freestanding films of SrTiO3
本文研究了不同厚度SrTiO3独立式薄膜的极性与八面体相变，发现其极性相变温度高达85K且无厚度依赖性，反铁畸变相变温度高于块体且旋转轴倾向面内，表明其性质显著不同于块体。
2024-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring non-collinear magnetism and 3d $-$ 4f exchange interactions in RVO$_3$ epitaxial thin films
本研究通过应变工程操控PrVO3外延薄膜的晶格畸变，结合光谱技术与理论计算，揭示了V3+ 3d自旋重定向与Pr3+ 4f磁化反转同时发生的机制，阐明了八面体旋转与Jahn-Teller畸变在调控3d-4f交换耦合中的关键作用。
2025-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
