Pbnm to R3-c phase transformation in (1-x)LaFeO3.xLaMnO3 solid solution due to modifications in structure, octahedral tilt and valence states of Fe-Mn
首次报道了（1-x）LaFeO 3·xLaMnO 3（LFO-LMO）固溶体的理论支持的实验研究，其揭示了在x=0.625的化学组成下从Pbnm和R3-c相的相变。利用X射线光电子能谱学（XPS）、拉曼光谱（Raman）、X射线衍射（XRD）和密度泛函理论（DFT）研究了八面体畸变与相变的关系。在价态和电子性质研究的支持下，对结构晶格参数、键长、键角进行了详细的研究。所有上述参数显示了对相变的相关修改。研究了不同Fe：Mn含量下BO_6八面体的畸变和倾斜，并用来自精细晶体学信息文件（CIF）的Glazer表示法表示。从中心非倾斜位置倾斜的角度也示出了与相变相关的修改。阳离子的价态和大小影响八面体的倾斜。八面体体积减小，因为整个钙钛矿结构随着Mn含量的增加而相对平坦化，这意味着BO 6八面体和La 8 O 6笼都平坦化。的振动特性进行了实验研究，并支持DFT声子计算，详细的位移模式（本征矢量）揭示相当深入的化合物的晶格动力学。实验研究了能带性质的光电改性，并得到了理论支持。因此，本文对LFO-LMO固溶体的结构相关相变进行了深入的分析。
2020-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Structural Transition on Magnetic and Dielectric Properties of La and Mn co-substituted BiFeO3 Ceramics
采用酒石酸改性溶胶-凝胶法制备了Bi（1-x）LaxFe（1-x）MnxO（3）（x = 0.000 ~ 0.300）陶瓷，分析了组分驱动的结构转变对BiFeO（3）磁性能的影响。结果发现，La和Mn在Bi和Fe位的共取代导致抑制通常出现在BiFeO 3中的杂质相（Bi 2Fe 4 O 9和Bi 25 FeO 40）。通过对所有XRD图谱的双相Rietveld分析进行了定量晶体学相分析，表明随着取代浓度的增加，存在由菱面体（空间群R3 c）到正交（空间群Pbnm）的组成驱动的晶体结构转变。5%共取代样品表现出高的剩余磁化强度，即约15倍的BiFeO 3，这是由于摆线自旋结构的抑制和反铁磁有序自旋的晶格畸变引起的倾斜角增加。然而，进一步增加替代的结果在剩余磁化强度和矫顽力的减少，由于在正交结构中的完整的反铁磁有序的外观，因为显着的贡献，从Pbnm空间群的结晶相（从双相Rietveld分析获得）。当共取代量为5%时，可以观察到与频率无关的较高的介电常数和较低的介电损耗。因此，这种特定的组合物对于器件应用可能是有意义的。
2014-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Strained BiFeO$_{3}$ perovskite structure for enhanced photovoltaic effect
BiFeO $_{3}$是一种空间群为Pbnm的多铁性材料，在应变力作用下表现出磁序和电序耦合。对于空间群为R3 c的结构，采用$\&$来分析带隙Tauc图外推法。介电函数$\varepsilon(ω)$表明，在通过BiFeO $_{3}$跃迁时，光能显示出与折射率变化不一致的下降模式，折射率的变化范围为13至8、8至5、5至3、$\&$ 3至1（按光子能量）。此外，非交叉简并能级和杂化自旋轨道相互作用导致线性色散关系，这是典型的光子学性质，零DM相互作用。因此，BiFeO $_{3}$在应变力作用下可以表现出光子学性质。由于$Dzyaloshinskii$ - $Moriya(DM)$和自旋轨道耦合作用，一般应变结构具有增强的光伏效应，具有较小的光学带隙。
2021-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced ferroelectricity in CaTiO$_3$ from first principles
第一性原理计算被用来调查的钙钛矿氧化物CaTiO $_3$的结构上的外延应变的影响，特别关注的正交平衡块体$Pbnm$结构中隐藏的极性不稳定性相关的铁电相的稳定，但发现在以前的第一性原理研究的理想立方钙钛矿高对称性参考结构。在1.5%的应变，我们发现之间的$ab$ - $ePbnm$相，有利于压缩应变，和$c$ - $ePbnm$相的外延取向过渡。对于较大的拉伸应变，极性不稳定性的$c$ - $ePbnm$相和外延应变诱导的铁电相的发展获得与极化沿$<$ 110 $>$方向相对于原始钙钛矿晶格矢量的正方形基板。
2009-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Conservation of dielectric constant upon amorphization in perovskite oxides
我们报告的计算表明，无定形RAO $_3$氧化物，与R和A三价阳离子，具有大致相同的静态介电常数作为其钙钛矿晶相。这种效应是由于在低频下非极性晶体模式的无序激活极性响应，其补偿了离子动力学电荷的适度但明显的减少。通过密度泛函微扰理论研究了介电响应。通过分子动力学熔融-淬火模拟生成非晶样品。
2008-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure, Phonons and Dielectric Anomaly in Ferromagnetic Insulating Double Perovskite La2NiMnO6
采用第一性原理密度泛函方法，研究了具有磁场敏感性的铁磁绝缘双钙钛矿化合物La2NiMnO6的电子和磁性.我们的研究揭示了存在非常软的红外活性声子，通过修改超交换相互作用，在Ni和Mn的网站强烈耦合与自旋。我们认为，这些模式的起源观察到的介电异常La2NiMnO6。
2008-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Structure and dielectric properties of Ba$_2$Cu$_x$Y$_{1-x}$TaO$_{6-y}$ double perovskite
本文报道了Cu掺杂对Ba $_2$ Y $_{1-x}$ Cu $_x$ TaO $_{6-y}$（0.00 $\leq$ x $\leq$ 0.50）陶瓷结构和室温介电性能的影响。铜替代钇降低了烧结温度，并导致Ba $_2$ YTaO $_6$岩盐晶体结构的结构变化。介电常数和复阻抗谱测量表明介电常数的增强和界面麦克斯韦-瓦格纳极化的发生。
2019-10-24 cond-mat.mtrl-sci
High Dielectric Permittivity in AFe$_{1 / 2}$B$_{1 / 2}$O$_{3}$ Nonferroelectric Perovskite Ceramics (A - Ba, Sr, Ca; B - Nb, Ta, Sb)
合成了AFe $_{1 / 2}$ B $_{1 / 2}$ O $_{3}$（A-Ba，Sr，Ca; B-Nb，Ta，Sb）陶瓷，测量了不同频率下的介电常数随温度的变化。所获得的实验数据显示在宽的温度区间中的介电常数的非常高的值，这是所谓的高k材料所固有的。这些数据的分析建立了麦克斯韦-瓦格纳机制作为观察到的现象的主要来源。
2002-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Spin-lattice Coupling and Magneto-dielectricity in Ca3Mn2O7 Layered Perovskite
Ca 3 Mn 2 O 7的介电特性研究表明，在反铁磁有序结构下，Ca 3 Mn 2 O 7的介电特性表现为弛豫型分段动力学。不同起源的偶极弛豫光谱解析表现出不同的H-场改变。这确定了它们对不同磁子相的忠诚，并建立了电、磁和结构自由度的双重耦合。此外，强的自旋-晶格耦合已被证实与拉曼光谱的磁有序。短程电关联间接地导致系统中可测量的谐波介电响应。\c{hi}_3^e -磁化率信号产生真正的谐波磁介电性，与在基本介电常数ε '中获得的H场效应一致，但表现出两个数量级的更大的H场效应。
2019-09-07 cond-mat.mtrl-sci
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
Harmonic Magneto-dielectric Study in Doped Perovskites, and Double Perovskite
基本和谐波磁介电性研究不同的钙钛矿系统- Pb0.98Gd0.02（Mg 1/3 Nb 2/3）0.995O3（A-网站共掺杂PGMN磁弛豫），La0.95Ca0.05CoO3（A-网站掺杂自旋态LCCO），和La 2NiMnO 6（双钙钛矿LNMO多玻璃）的特征错综复杂的极化相。磁共掺杂PGMN的一次谐波信号（ε 2 '）在270 K以下表现出有限的极化P（H），这得到了测量的剩余P-E迹线的证实。二次谐波（ε 3 '）揭示了随机电场引起电玻璃化的影响，后者由基本响应的发散时间尺度表示。LCCO的特点是在相当大的温度窗口内具有混合偶极子相位，与低自旋（LS）和中自旋（IS）共存有关。在65 K开始的IS到LS状态转变（SST），直流和交流的LCCO电导率表现出机制转换，而谐波的极化率证据IS/LS界面超极化。在SST的30 K端以下，谐波证实了LS矩阵状态中偶极子的玻璃相。在LNMO中，观察到的正和负（双）磁介电性分别归因于Ni 2+和Mn 4+离子之间的电荷跳跃和界面极化。二次谐波信号在这里也具有分散对应于Ni-和Mn-阳离子之间的电子转移所需的活化能。来自三种不同钙钛矿系统的结果表明了第一和第二谐波的组合重要性，以详细了解电配置。
2019-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Origin of dielectric relaxation observed in complex perovskite oxides Ba(1-x)La(x)Ti(1-x)Cr(x)O3
在20~300 K温度范围内，精确测量了组成比为0.4 ≤ x ≤ 0.7的复合钙钛矿氧化物Ba（1-x）La（x）Ti（1-x）Cr（x）O3（BLTC）陶瓷的介电常数随频率的变化关系，发现其介电弛豫与CaCu 3 Ti 4 O 12（CCTO）陶瓷十分相似，其在100 K附近表现出类似Debye的频率色散。在BLTC中，铁电相变温度随着x的增加而向低温移动，而在高温区新出现了显著的介电弛豫。介电弛豫可以用一系列两个R-C并联电路的等效模型来解释，这对应于具有内部阻挡层电容器的样品中的异质结构。通过电导率随温度变化和本征介电常数与温度无关的模型，很好地解释了所测介电常数的温度和频率依赖性。研究还发现，在高温区，薄膜对介电弛豫的贡献受样品上直流偏置场的影响。
2005-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and dielectric properties of YbMnO3 perovskite thin films
亚稳的锰钙钛矿显示反铁磁性的所谓的E相预测是多铁性的。由于需要高压合成的这一阶段，这一预测已被证实，在散装HoMnO 3。在这里，我们报告的生长和表征的YbMnO 3钙钛矿薄膜生长下外延应变。可以获得高度取向的薄膜，厚度低至~30 nm，显示出与E相预期的磁-介电耦合和磁响应。我们观察到，只有在d <30nm的非晶薄膜的情况下，磁性才偏离体行为，表现出玻璃态的磁性行为。我们表明，应变效应本身不能解释这种差异，而薄膜形态起着至关重要的作用。
2008-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of central mode in the paraelectric phase of ferroelectric perovskites
采用太赫兹介电谱和基于第一性原理的有效哈密顿分子动力学模拟研究了（Ba，Sr）TiO 3固溶体顺电相的介电响应.由此产生的介电谱的分析表明，存在两个不同的制度之间的交叉：一个较高的温度制度所管辖的软模式与较低的温度制度表现出耦合的软模式/中心模式的动态。有趣的是，可以使用单个唯象耦合模型来调节顺电相的整个范围内的THz介电响应（即，即使在高温下）。我们的结论是，中心峰与热激活过程，它不能被辨别出的介电谱时，这些热激活过程的速率超过系统的某些特征频率。
2012-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Perspective: Dielectric and Ferroic Properties of Halide Perovskite Solar Cells
卤化物钙钛矿半导体对电场的响应方式随时间和长度尺度而变化。我们讨论的微观过程，引起这些材料的宏观极化，范围从光学和振动响应的离子和电子的运输。介电常数的强频率依赖性可以通过将静态介电常数分离成其组成部分来理解，包括由于旋转偶极子引起的取向极化，其将理论与实验观察联系起来。铁电性的有争议的问题得到解决，我们强调最近的进展，在材料和域表征，但强调与隔离自发晶格极化从其他过程，如带电缺陷的形成和运输的挑战。我们的结论是CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$表现出铁弹性驻极体的许多特征，其中自发晶格应变耦合到长寿命的亚稳态极化状态。
2018-12-03 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput study of the static dielectric constant at high temperatures in oxide and fluoride cubic perovskites
利用有限温度声子计算和Lyddane-Sachs-Teller关系，我们从头计算了78种立方钙钛矿结构半导体氧化物和氟化物在1000 K下的静态介电常数。我们首先比较我们的方法与实验测量，我们发现，它成功地描述了一系列的氧化物BaTiO $_{3}$，SrTiO $_{3}$，KTaO $_{3}$的静态介电常数$ε_{DC}$的温度依赖性和相对有序。我们表明，在我们的高通量研究的框架中，非谐性对离子钳位介电常数，玻恩电荷和声子寿命的影响可以忽略不计。基于高温声子谱，我们发现在1000 K时，$ε_{DC}$在氧化物中的色散比在氟化物中的色散大一个数量级。我们显示的介电常数与简单的结构描述符的相关图，我们指出，$ε_{DC}$实际上是很好的相关性与无限频率的介电常数$ε_{\infty}$，即使在这些材料中的相变，其中$ε_{DC}$是强烈的温度依赖性。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Low temperature Magneto-dielectric coupling in nanoscale layered SmFe0.5Co0.5O3 perovskite
本研究通过磁性和介电测量确定了SmFe0.5Co0.5O3纳米层状混合铁磁层的不同物理特性，磁化强度分析表明该体系为反铁磁体系，在310 K附近有一个磁性转变，在192 K和22 K附近有两个自旋重取向转变。反对称交换相互作用由于磁自旋的倾斜以类似于Ln-Fe-Co系统的方式诱导弱铁磁性。重要的是，这种纳米级层状钙钛矿还表现出约2.5%（100 K）的正磁介电效应，并且该值在该温度的两侧降低。我们根据阳离子之间的磁相互作用以及低温范围内的自旋-晶格相互作用分析了与磁和介电耦合存在相关的条件。
2018-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Glassy Dielectric Response in Tb_2NiMnO_6 Double Perovskite with Similarities to a Griffiths Phase
对双钙钛矿Tb $_2$ NiMnO $_6$进行了频率依赖和温度依赖的介电测量。介电常数的实部（$ε_1$）和虚部（$ε_2$）显示出三个平台，表明分别源自体相、晶界和样品-电极界面的介电弛豫。利用$RC$电路模型成功地模拟了$ε_1$和$ε_2$的温度和频率变化。阻抗的复平面$Z'$ - $Z"$使用具有电阻器$R$和恒定相位元件的串联网络来模拟。利用修正的德拜模型对介电常数随频率的变化进行了分析，确定了不同的弛豫区域。直流电导率的温度依赖性也在，$T^*$处呈现明显的斜率变化。有趣的是，$T^*$与声子模中出现异常的温度和该化合物的格里菲斯温度进行比较。对应于本体的分量$R$和$C$以及来自改进的德拜拟合的参数$α$倾向于支持该假设。虽然这些结果不能用磁电耦合来解释，但晶格和磁性之间的关系是显著的。
2013-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Apparent giant dielectric constants, dielectric relaxation, and ac-conductivity of hexagonal perovskites La1.2Sr2.7BO7.33 (B = Ru, Ir)
我们提出了一个彻底的介电调查的六方钙钛矿La1.2Sr2.7IrO7.33和La1.2Sr2.7RuO7.33在一个广泛的频率和温度范围内，补充额外的红外测量。巨介电常数高达10^5的出现被揭示是由于电极极化。除了直流和交流电导率的贡献，我们检测到两个内在的弛豫过程，可以归因于不同的偏离中心的位置之间的离子跳跃。在这两种材料中，我们发现通过本地化的载流子跳跃的电荷传输的证据。在红外区，三个声子带被检测到，其次是几个电子激发。此外，这些材料提供了在宽带交流电导率中发生超线性幂律的进一步例子，最近提出这是所有无序物质的普遍特征。
2006-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Designing New Improper Ferroelectrics with a General Strategy
可切换的自发电极化的强度的存在使得铁电体成为用于诸如存储器和传感器设备的许多应用中的理想候选者。由于已知的铁电材料有限，寻找新的铁电材料已成为一个蓬勃发展的领域。一个有希望的途径是设计所谓的混合反常铁电。然而，以前的方法的基础上的朗道理论是不容易采用的系统无关的Pbnm钙钛矿结构。为此，我们开发了一个通用的设计规则，适用于任何系统。通过结合这一规则与密度泛函理论计算，我们确定以前未被识别的类FE材料。这表明，R-3c钙钛矿结构可以通过取代一半的B位阳离子而变成FE。具有非钙钛矿层状结构的ZnSrO 2也可以通过阴离子取代而成为FE。此外，我们的方法可用于设计新的多铁性，如氟取代的LaMnO 3的情况下所示。
2016-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping of Co, Ni and Ga on magnetic and dielectric properties of layered perovskite multiferroic YBaCuFeO5
YBaCuFeO5是一种有趣的多铁性化合物，在200 K以上表现出磁有序和介电反常。Fe的部分取代会影响体系的磁性和结构性质。本文详细研究了YBaCuFe_（0.85）M_（0.15）O_5（M=Co，Ni，Ga）的结构、磁性和介电性能。我们观察到Ni和Co部分取代Fe，导致磁稀释和磁转变的加宽，并向低温移动。用非磁性Ga取代Fe也导致磁性转变向低温侧移动。在这些化合物中观察到的介电弛豫行为是由于载流子的希望。这项研究突出了磁性和非磁性掺杂在磁性网站上的磁性和介电性能的层状钙钛矿化合物YBaCuFeO5的影响。
2019-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Three-Dimensional to Layered Halide Perovskites: A Parameter-Free Hybrid Functional Method for Predicting Electronic Band Gaps
针对标准杂化泛函预测3D及层状卤化物钙钛矿带隙的不足，本研究评估DSH泛函，提出基于对应3D钙钛矿介电常数的改进策略，提升预测精度，为光电子材料建模提供高效无参数方法。
2025-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Influences of Dielectric Constant and Scan Rate to Hysteresis Effect in Perovskite Solar Cell: Simulation and Experimental Analyses
在这项工作中，钙钛矿太阳能电池（PSC）与不同的传输层制造，以了解在一系列的扫描速率下的滞后现象。实验结果表明，传输层的介电常数和扫描速率对迟滞现象有显著的影响。为了解释这一点，一个修改后的泊松和漂移扩散求解器，再加上一个完全随时间变化的离子迁移模型的开发，以分析离子迁移如何影响性能和滞后的PSC。对有机材料载流子输运的模拟模型进行了优化，在模拟有机材料输运层时不使用重掺杂，能够正确模拟有机材料输运层。模拟结果表明，钙钛矿结构的内建电场是影响磁滞回线的最关键因素。在不同的扫描速率下，显示了非线性的迟滞曲线，并解释了迟滞行为的机理。研究结果揭示了为什么滞后度随扫描速率的变化是高斯型而不是单调的。此外，确定对滞后程度有贡献的其他因素是钙钛矿材料的降解程度、钙钛矿晶体的质量和传输层的材料，其分别对应于总离子密度、钙钛矿的载流子寿命和传输层的介电常数。最后，发现传输层的介电常数是影响钙钛矿太阳能电池中的滞后的关键因素;较低的介电常数对应于传输层的较高电场。因此，如果钙钛矿材料的电场小，则滞后程度小，反之亦然。
2022-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Confinement-Driven Exciton Behavior in 2D Halide Perovskites from Dielectric-Dependent Hybrid Methods
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Universidad Andres Bello（安德烈斯贝洛大学）
研究揭示了二维卤化物钙钛矿中介电各向异性对激子行为的影响，通过理论和实验分析，展示了介电约束与各向异性屏蔽对电子结构和激子结合能的调控作用。
2025-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric softening in the halide double perovskites $A_2$Au$_2X_6$ ($A$: Cs, Rb; $X$: Cl, Br, I) via a strain-mediated pseudotriggered mechanism
本研究通过第一性原理计算与群论分析，在无铅Jahn-Teller活性卤化物双钙钛矿$A_2$Au$_2X_6$中发现新型铁电相，揭示应变介导的伪触发介电软化机制，为提升光伏性能及拓展铁电相变研究提供新思路。
2025-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric properties and spin-phonon coupling in multiferroic double perovskite Bi$_2$CoMnO$_6$
采用广义梯度近似加Hubbard U方法对双钙钛矿结构Bi $_2$ CoMnO $_6$在非中心对称极性态下的电子结构进行了第一性原理计算.我们发现当Co处于高自旋态时，Mn处于中间自旋态。计算的动力学电荷张量是各向异性的，反映了化合物的低对称性结构。磁结构相关的声子频率表明自旋-声子耦合的存在。利用Berry相方法，我们得到了5.88 $μC/cm^2$的自发电子极化率，这接近于类似化合物Bi $_2$ NiMnO $_6$的实验值。
2010-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The virtual crystal approximation revisited: Application to dielectric and piezoelectric properties of perovskites
我们提出了一种方法来实现的虚晶近似（VCA）的密度泛函方法的背景下的固溶体的性质的研究。我们的方法可以很容易地应用到任何类型的赝势，也有它可以用来获得估计的原子力，如果真正的原子存在，从而使洞察到预期的位移在真正的合金。我们应用Vanderbilt超软赝势方法预测了Pb（Zr[0.5]，Ti[0.5]）O[3]固溶体顺电相和铁电相的介电和压电性质。有序合金超级电池上进行的计算和与父母的化合物的数据进行比较证明了使用VCA钙钛矿固溶体的充分性。特别是，VCA方法再现了反常玻恩有效电荷和大值的压电系数。
1999-08-25 cond-mat.mtrl-sci
On Static Dielectric Response of Microcomposites of the Type Ferrolastics-Dielectrics For Application in Solid Oxide Fuel Cells (SOFC)
我们描述了铁弹-介电微复合材料的静态介电响应。依赖于温度，压力和浓度被认为是在准弹性转变的温度。近年来，对于钙钛矿氧化物在固体氧化物燃料电池（SOFC）、汽车中的废气传感器、用于分离过程的膜和作为催化剂中的应用，存在相当大的兴趣，所述钙钛矿氧化物具有铁弹性性质，例如，（$ LaSrCoO_{3}$）类型。铁弹介电微复合材料及其性能的测量可以改善这些应用的钙钛矿氧化物的性能。
2016-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric tensor of perovskite oxides at finite temperature using equivariant graph neural network potentials
本文采用基于等变图神经网络的力场开展钙钛矿氧化物有限温度分子动力学模拟，仅用小规模多性质训练数据即定性再现钛酸钙介电张量温度依赖与结构相变。
2024-12-04 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phase transitions and phase diagram of the ferroelectric perovskite NBT-BT by anelastic and dielectric measurements
测量了（Na_{0.5} Bi_{0.5}）_{1-x} Ba_{x} TiO_{3}（NBT-BT）在纯NBT和包括准同型相界的组成范围内（0 <= x <= 0.08）的复弹性柔量和介电常数。NBT的顺应性在菱面体/四面体和四面体/立方转变处呈现尖峰，允许确定相图的四面体区域，到目前为止由于强晶格无序和小的扭曲和所涉及的极化而不可能。尽管有充分的证据表明无序和结构的异质性，R-T转变仍然尖锐的x = 0.06，而T-C转变合并到扩散和弛豫样过渡与广泛的介电和弹性介电常数的最大值。尝试在有关的滞弹性和介电曲线的不同功能的不同模式的八面体旋转和极性阳离子移位。也被认为是可能的阳离子位移局部具有单斜对称性，为PZT附近的准同型相界。
2010-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-transport and Magneto-dielectric effect in Bi-based Perovskite Manganites
研究了钴和镍取代锰对钙钛矿锰氧化物La_（1.2）Bi_（0.8）Mn_（2-x）（Ni/Co）_xO_（6 +d）（x = 0.0-0.8）物理性能的影响。结果表明，铁磁性增强，TC从母体化合物的103 K（x = 0.0）增加到Ni相的178 K，Co相的181 K（x = 0.8）。此外，该系统保持绝缘，并描绘在低温下的磁阻效应相对较大的值（高达67%，在90 K和70 kOe，x = 0.0相）。这些现象被解释为电子相分离，其中铁磁性Mn 4 +/Ni 2+和Mn 4 +/Co 2+相互作用通过超交换相互作用加强Mn 3 +/Mn 4+相互作用。磁转变温度以下的介电测量在80 K时表现出约0.25%的弱磁介电效应，这可能是由于自旋-晶格相互作用。
2008-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hexavalent (Me-W/Mo)-modified (Ba,Ca)TiO$_3$-Bi(Mg,Me)O$_3$ perovskites for high-temperature dielectrics
本文报道了采用传统固相反应法合成（1-x）（Ba $_{0.8}$ Ca $_{0.2}$）TiO $_3$ -xBi（Mg $_{0.75}$ W $_{0.25}$）O $_3$（BCT-xBMW）和（1-x）（Ba $_{0.8}$ Ca $_{0.2}$）TiO $_3$ -xBi（Mg $_{0.75}$ Mo $_{0.25}$）O $_3$（BCT-xBMM）两种无铅钙钛矿型复合物固溶体。烧结温度作为组成x的函数进行调节，以获得致密的样品（相对密度超过95%），同时使铋蒸发最小化。X射线衍射分析显示BCT-xBMW系列中的$0 \le x \le 0.10$形成单相钙钛矿，并且BCT-xBMM中的$x \ge 0.15$和$x \ge 0.05$的杂质相浓度增加。在$x = 0.05$处，在BCT-xBMW和BCT-xBMM中观察到从四方晶系到伪立方钙钛矿结构的转变。已经使用阻抗谱在-60 $^\circ$ C和300 $^\circ$ C之间表征了BCT-xBMW的介电响应，并且在30 $^\circ$ C和300 $^\circ$ C之间表征了BCT-xBMM的介电响应，示出了在$x \ge 0.05$处从铁电到弛豫样行为的转变。额外的偏振和拉曼光谱测量揭示了高度无序系统的发生。拉曼光谱分析表明，结构相变和晶格的化学取代引起的修改。对于组成0.8BaPDMATHA…
2021-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization, dielectric and thermal studies in the double perovskite polycrystalline compound Tm2CoMnO6
本文综合研究多晶 Tm2CoMnO6 的结构、磁、介电和热性质，揭示其一级磁转变、低温变磁行为、可能的磁结构耦合及显著本征磁热效应。
2023-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Crystal structure and properties of barium thorate BaThO$_3$ from first principles
采用密度泛函理论，从第一性原理出发，计算了立方BaThO $_3$的声子谱.通过对声子谱中不稳定模的分析，确定了所有可能的畸变相的对称性，计算了它们的能量，并表明钍酸钡的基态结构为$Pbnm$。对于这种结构，静态和光学介电常数，弹性模量，热容，拉曼光谱，并在LDA和$GW$近似的能带隙计算。讨论了BaThO $_3$中结构相变的可能性。
2013-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the exciton binding energy and the dielectric constant in single crystal methylammonium lead tri-iodide perovskite
利用磁反射率法在很强的磁场下精确地测定了甲基三碘化铅铵单晶的激子结合能和折合质量。该单晶具有优良的光学性能，激子跃迁的线宽为$\sim 3$ meV，并且即使在零磁场下也清晰可见的2s跃迁。激子结合能的$16 \pm 2$毫电子伏在低温正交相几乎是相同的多晶样品中发现的值，至关重要地排除任何可能性，激子结合能取决于晶粒尺寸。在室温下的四元相，由高磁场下1 s-2s分裂的演化估算出激子结合能的上限为$12 \pm 4$ meV.
2017-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Defect Structure of the High-Dielectric-Constant Perovskite Cacu3ti4o12
使用透射电子显微镜（TEM），我们研究了CaCu 3 Ti4 O 12，一个有趣的材料，表现出巨大的介电响应，高达千赫兹的频率，在很宽的温度范围内。无论是在单晶，也不是在多晶样品，包括烧结散装和薄膜，我们没有观察到的孪晶畴在文献中建议。然而，在单晶中，我们看到了非常高密度的位错，其Burger矢量为[110]，以及具有阳离子无序和平面缺陷的区域，其位移矢量为1/4[110]。在多晶样品中，与晶粒内部相比，我们观察到许多晶界缺氧。缺陷相关的结构紊乱和不均匀性，作为一个内部的势垒层电容（IBLC）在半导体矩阵，可以解释非常大的介电响应的材料。我们在CaCu 3 Ti4 O 12的结构缺陷的TEM研究支持最近提出的形态学模型，与分隔导电区域和阻塞区域。
2004-12-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Improvement of the perovskite photodiodes performance via advanced interface engineering with polymer dielectric
本文通过在钙钛矿光电二极管中引入P(VDF-TrFE)聚合物电介质进行界面工程，有效降低费米能级钉扎和陷阱影响，从而显著提升探测率、响应速度与动态范围。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of Rhombohedral to Orthorhombic Transition on Magnetic and Dielectric Properties of La and Ti co-substituted BiFeO3
采用酒石酸改性溶胶-凝胶法制备了La、Ti共取代多晶陶瓷。结果表明，La和Ti在BiFeO_3中Bi和Fe位的共取代抑制了铁酸铋中常见的杂质相的形成。借助FULLPROF程序进行了定量晶体学相分析，表明存在由菱面体（空间群R3 c）到正交（空间群Pbnm）的组成驱动的晶体结构转变。拉曼光谱中声子频率和A1模线宽的变化揭示了晶格畸变对晶体结构的影响。结构转变打破了共取代BiFeO 3纳米粒子的自旋摆线结构，导致反铁磁自旋结构的倾斜。因此，剩余磁化强度增加到10%的共取代，成为BiFeO 3的22倍。然而，由于正交晶体对称性中的共线反铁磁有序的显著贡献，它降低了较高的共取代百分比。共取代显着提高了介电常数（最大值在x = 0.100），以及频率无关的区域的介电常数和介电损耗。
2014-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of S = 3/2 chemically disordered perovskite Sr2TiMnO6
采用固相反应法成功地合成了钙钛矿结构的Sr 2 TiMnO 6（STMO）单相多晶样品。其详细的结构和物理性能进行了研究，使用X射线衍射，透射电子显微镜，磁化强度，比热，和介电测量。粉末XRD数据的Rietveld分析和透射电子显微镜研究证实STMO不是具有Fm-3 m空间群的双钙钛矿结构。但它是一种无序的钙钛矿结构，空间群为Pm-3 m，其中Ti 4+和Mn 4+离子随机分布在1b位。在2- 300 K温度范围内的直流磁化强度（\c{hi} dc-vs-T）测量揭示了在~ 13 K处的单一反常，并具有主要的长程斜反铁磁（AFM）有序。交流磁化率（\c{hi} ac-vs-T）在13 K处的频率不变极大值抛弃了STMO中的自旋玻璃行为。尽管M-T数据中存在尖锐的特征，但比热数据（Cp-vs-T）仅显示出13 K左右的宽峰，这归因于磁结构有序性导致化学无序STMO中倾斜的AFM状态。与磁异常和比热异常相匹配，介电常数在14 K附近也出现了宽范围的异常，表明STMO中可能存在磁-介电耦合。
2016-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Dielectric Properties of (La, Nd) (Mg1/2Ti1/2)O3 Perovskites
采用高分辨X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和变温微波谐振器表征技术，研究了混合氧化物法制备的La（Mg 1/2 Ti 1/2）O3（LMT）和Nd（Mg 1/2 Ti 1/2）O3（NMT）陶瓷的结构、相组成和介电性能。在1250 ° C至1675 ° C的烧结温度下，为LMT和NMT合成单相陶瓷。XRD分析表明，LMT和NMT化合物分别具有立方和单斜晶体结构。我们还观察到LMT和NMT的相对密度在理论密度的约93%和99%之间变化，这取决于烧结温度。最后，对LMT和NMT化合物微波谐振器的介电性能进行了测试，测量了谐振频率温度系数（τf）和品质因数（Q）。有趣的是注意到，在NMT化合物的情况下（τf）（~ 16 ppm 1/K）基本上小于在LMT化合物的情况下（~ 72 ppm 1/K），因此证明了在基于NMT的谐振器中针对温度变化的更好的稳定性。另一方面，Q值非常相似，在LMT和NMT的情况下，在谐振频率为8.07 GHz时Q值为34000，在谐振频率为9.76 GHz时Q值为38000。关键词：介电性能;最终显微结构：晶粒生长;单相Ln（Mg0.5Ti0.5）O3（Ln=Nd、La）;镧镁钛氧化物。
2015-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity of Dion-Jacobson layered perovskites CsNdNb$_2$O$_7$ and RbNdNb$_2$O$_7$
在致密的多晶样品中研究了Dion-Jacobson层状钙钛矿CsNdNb $_2$ O $_7$和RbNdNb $_2$ O $_7$的晶体学和介电性质，并在室温下观察到证实铁电性的极化磁滞回线。在这两个阶段，自发极化的理论机制，“混合不当铁电机制”，由两种类型的非极性八面体旋转的组合诱导，被证实。我们的样品显示出2-3 $μ$ C/cm $^2$的反射极化，这比迄今为止报道的具有混合反常铁电性的多晶样品中获得的反射极化大得多。CsNdNb $_2$ O $_7$中的介电常数在625 K处表现出异常，对应于铁电转变，如先前通过X射线和中子衍射所揭示的。没有观察到介电异常的RbNdNb $_2$ O $_7$在整个温度范围内研究这里（$\leq$ 773 K），这是与以前的衍射显示极性$I2cm$对称性的持久性高达790 K。
2020-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Exciton Bohr radius of lead halide perovskites for photovoltaic and light-emitting applications
本研究提出两种基于净激子能的理论方法，可同时测定卤化铅钙钛矿的激子玻尔半径与介电常数、以及激子结合能，揭示介电限域的影响并解释碘化物钙钛矿更适用于光伏器件的原因。
2025-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Size-dependent Dielectric Permittivity of Perovskite Nanocrystals
Donostia International Physics Center (DIPC)（多诺斯蒂亚国际物理中心）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC)（材料物理中心）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
本文提出通过胶体溶液吸收光谱重建钙钛矿纳米晶的尺寸依赖复介电常数，验证其在单个纳米晶与纳米天线耦合中的应用。
2026-01-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Precision Multi-Mode Dielectric Characterization of a Crystalline Perovskite Enables Determination of the Temperature-Dependent Phase Transitions
本研究通过多模微波精密测量技术表征钛酸锶单晶介电常数的温度演化，明确了室温介电常数的各向同性数值，确定了不同温度下结构相变对应的介电各向异性类型。
2021-08-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Lead Halide Perovskite based Dynamic Metasurfaces
卤化铅钙钛矿（MAPbX3）已知具有高折射率和可控带隙，使得它们对于全介电和可调谐超颖表面具有吸引力。到目前为止，钙钛矿超颖表面仅用于结构色。具有2π相位控制的更有趣的元器件仍然不存在。在这里，我们通过实验证明了MAPbX3钙钛矿基超颖表面在反射模式下具有完全的相移控制。利用MAPbBr 3切割线作为过渡原子在基底金属膜上，我们发现MAPbBr 3钙钛矿超颖表面可以同时产生从0到2π的全相位控制和高反射效率。从而成功地制作出高效的偏振转换、反常反射和元全息图。最有趣的是，MAPbX 3钙钛矿的带隙可以通过阴离子交换进行后合成和可逆调节，为动态控制具有异常反射和全息图等新功能的全介电元器件提供了新的途径。
2019-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High field properties of typical perovskite ferroelectrics by first-principles modeling
使用第一性原理计算，我们估计的影响，大的外加电场的结构，介电和铁电性能的典型铁电体。在大磁场下，结构参数发生显著变化，从而降低了不同结构相之间的应变。这种效应有利于铁电开关的极化旋转模型，其中电子极化在四方相、菱方相和斜方相的方向之间旋转。我们估计BaTiO 3和PbTiO 3的体铁电单畴在零温下的矫顽场E_c分别为~31 MV/m和~52 MV/m。BaTiO 3的介电常数和可调谐性在大电场下受影响最小，这使得这种材料在电子和储能领域的应用具有吸引力。
2016-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Low temperature magnetic and dielectric properties of LnBaCuFeO5 (Ln = Nd, Eu, Gd, Ho and Yb)
层状钙钛矿化合物由于其有趣的物理性质而令人感兴趣。本文报道了LnBaCuFeO_5（Ln=Nd，Eu，Gd，Ho和Yb）的结构、磁性和介电性能。由于稀土离子的离子半径的减小，结构参数从Nd减小到Yb。EuBaCuFeO 5在120 K附近出现反铁磁转变，在100 K以下出现电偶极子的玻璃态动力学.其他化合物中没有磁性转变，这可能是由于稀土离子的磁矩占主导地位。的介电常数没有显示任何异常，除了在HoBaCuFeO 5的情况下，它显示了一个弱的频率依赖性约54 K。这些化合物在高温下表现出显著的介电常数增强，这归因于麦克斯韦-瓦格纳效应。然而，在这些层状钙钛矿中没有观察到显著的磁-介电耦合。
2019-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Strategies to Improve the Energy Storage Properties of Perovskite Lead-Free Relaxor Ferroelectrics: A Review
具有高能量密度和功率密度的电能存储系统（EESS）对于未来电子设备的有效小型化是必不可少的。在市场上可用的不同EESS中，依赖于基于快速电子和离子极化的机制来存储和传递能量的介电电容器已经表现出高功率密度。然而，对能量耗散的不同的本征和非本征贡献阻止了陶瓷基介电电容器达到高的可恢复能量密度水平。有趣的是，基于弛豫铁电体的电介质电容器由于其低剩余极化而显示出相对高的能量密度，并且因此显示出对于需要高能量密度性质的应用的巨大潜力。本文综述了提高钙钛矿无铅弛豫体系能量密度性能的一些主要策略。这包括（i）在不同晶体位置的化学改性，（ii）不针对晶格位置的化学添加剂，以及（iii）分别专用于块体陶瓷、厚膜和薄膜的新的加工方法。综述了近年来在弛豫材料研究方面取得的进展，包括寻找具有优良能量密度性能的弛豫材料，以及选择合适的组分和工艺路线以满足不同应用需求。最后，计算机辅助材料设计的未来趋势。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Property Assessment of Hybrid Formate Perovskites
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理模拟，系统评估29种杂化甲酸盐钙钛矿的结构、力学、介电、压电与铁电性质，并预测若干新材料。
2023-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic origins of high-performance in hybrid halide perovskite solar cells
有机金属钙钛矿太阳能电池的性能已经迅速超过了传统的染料敏化和有机光致发光。高功率转换效率可以在介孔和薄膜器件架构中实现。我们解决了这一成功的起源的背景下，材料化学和物理的大块钙钛矿所描述的电子结构计算。除了对于高效光伏器件必不可少的基本光电性质（光谱上合适的带隙、高光学吸收、低载流子有效质量）之外，材料在结构和组成上是柔性的。正如我们所展示的，混合钙钛矿表现出自发的电极化，我们还提出了通过明智地选择有机阳离子来调节的方法。铁电畴的存在将导致内部结，其可有助于光激发的电子和空穴对的分离，并通过载流子的分离减少复合。高介电常数和低有效质量的组合促进了Wannier-Mott激子分离和施主和受主缺陷的有效电离。在纳米结构薄膜中可以利用光铁性效应来产生更高的开路电压，并且可能有助于在钙钛矿太阳能电池中观察到的电流-电压滞后。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dielectric, magnetic and lattice dynamics properties of double perovskite (Ca0.5Mn1.5)MnWO6
Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University in Prague（布拉格捷克技术大学核科学与物理工程学院）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science (NIMS)（国家材料科学研究所材料纳米构造研究中心）；Department of Condensed Matter Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院凝聚态物理系）
研究发现(Ca0.5Mn1.5)MnWO6并非多铁电体，而是一种顺电反铁磁体，其介电和磁性性质差异由化学纯度不同导致。
2026-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric and electro-mechanic nonlinearities in perovskite oxide ferroelectrics, relaxors and relaxor ferroelectrics
铁电材料在低于宏观矫顽场的场下的极化和应变响应对于许多电子器件的操作至关重要。实际铁电材料和相关材料的响应一般是复杂的，难以解释。其原因是铁电材料中的许多过程通常同时有助于其性质。实例包括铁电和铁弹畴的运动、畴内畴的存在、不同类型的极性纳米实体的动力学、极性纳米实体（例如，弛豫器中的极性纳米区域）与域内的应变和极化、缺陷的运动和缺陷簇的重排以及它们与极化和应变的相互作用。这些过程的一个特征是应变和极化的非线性。大多数铁电体在所有实际场水平下都表现出非线性响应，这意味着表观材料系数取决于驱动激励的幅度。在本文中，我们表明，非线性行为的调查是一个敏感的方式来研究各种机制的电介质和压电材料。我们回顾了极化和应变的非线性描述的基本形式主义，给出了不同的条款的物理解释，并说明了这种方法的弛豫，弛豫铁电体，硬和软铁电体，和morphotropic相边界组合物的许多例子。基于锁定技术，是非常适合这样的研究的实验方法也进行了讨论。
2021-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen tunneling in the perovskite ionic conductor BaCe(1-x)Y(x)O(3-d)
本文报道了钙钛矿型离子导体BaCe（1-x）Y（x）O（3-x/2）在质子化、氘代和脱气状态下的低温滞弹性和介电谱测量结果。三个主要的弛豫过程归因于质子迁移，围绕Y掺杂剂的重取向和围绕同一个O原子的隧穿。另外的弛豫最大值仅出现在60 K附近的介电谱中，并且不涉及H运动，但可能是电子起源的，例如小极化子跳跃。最低温度处的峰被认为是H隧穿，它的弛豫速率呈现出从单声子跃迁（几乎与温度无关）到双声子跃迁（随T ^[7]变化）再到类Arrhenius跃迁的交叉。用D代替H会使总速率降低8倍。介电损耗中相应的峰的强度比与OH复合物相关的电偶极的经典重新取向所预期的强度小近40倍。这一事实进行了讨论的相干隧穿状态的H在立方和正交畸变晶格，可能表明，只有H在孪晶界的对称区域表现出隧穿，并在减少有效的偶极子由于晶格极化。
2008-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale characterization of atomic positions in orthorhombic perovskite thin films
本研究利用多种显微表征与第一性原理计算，对DyScO$_3$基底上生长的50 nm LaVO$_3$薄膜进行纳米尺度结构分析，确定了其晶格参数、取向及稀土元素反极性位移，并解析了所有元素的原子位置。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci
