Ferroelectric Transition in Compressively Strained SrTiO3 Thin Films
本文报道了在（LaAlO_3）_（0.3）（Sr_2AlTaO_6）_（0.7）（LSAT）衬底上生长的压应变SrTiO_3薄膜制备的Pt/SrTiO_3肖特基二极管随温度变化的电容-电压特性。测量结果表明，SrTiO_3的面外介电常数在~ 140 K处达到峰值，表明样品发生了铁电相变。居里-外斯定律拟合零偏压介电常数表明居里温度约为56 K。这一观察结果提供了实验证实的理论预测的面外铁电性在压缩应变SrTiO 3薄膜生长在LSAT衬底上。我们还讨论了场依赖介电常数和界面层在SrTiO_3中对居里温度提取的作用。
2015-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Tunable magnetic anisotropy, Curie temperature and band alignment of two-dimensional ferromagnet VSiSnN4 via non-volatile ferroelectrical control
本研究通过第一性原理计算，利用AlN铁电层的极化反转，实现了VSiSnN4/AlN异质结构中磁各向异性、居里温度（204K至284K）及能带排列的非易失调控，为低功耗数据存储与逻辑器件提供新途径。
2024-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric control of bipolar magnetic semiconductor with room Curie temperature
本文通过密度泛函理论预测了居里温度352 K的二维双极磁性半导体Cr2NiSe4，并利用Al2Se3铁电极化反转实现载流子自旋极化的非易失性调控及存储设计。
2025-06-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phase transition and polar cluster behavior above Curie temperature in ferroelectric BaTi$_{0.8}$Zr$_{0.2}$O$_3$
本文通过热学、极性、弹性和介电测量，揭示BaTi0.8Zr0.2O3在居里温度以上至T*~350 K存在极性纳米结构，并利用共振压电谱证明直流场冷却可诱导剩余压电性，将剩余效应归因于极性纳米结构的重新取向。
2024-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Giant electrocaloric effect in the thin film relaxor ferroelectric 0.9 PbMg_(1/3)Nb_(2/3)O_3 - 0.1 PbTiO_3 near room temperature
我们最近在350 nm的溶胶-凝胶PbZr_（0.95）Ti_（0.05）O_3薄膜中观察到了巨大的电热效应（12 K，25 V）。本文报道了弛豫铁电体0.9PbMg_（1/3）Nb_（2/3）O_3 - 0.1PbTiO_3的260 nm溶胶-凝胶薄膜在居里温度60 ℃附近具有巨大的电热效应（5 K，25 V）。这种工作温度的降低拓宽了在新型冷却系统中的应用潜力。
2006-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Improper Ferroelectricity at the Monolayer Limit
Cornell University（康奈尔大学）；University of Nebraska, Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung（莱布尼茨晶体生长研究所）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Rice University（莱斯大学）；Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science（康奈尔卡弗里纳米科学研究所）；Princeton University（普林斯顿大学）
研究发现单层极限下的不正常铁电性，通过稳定主要序参量实现超薄铁电材料的制备。
2025-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric phases and phase transitions in CsGeBr$_3$ induced by mechanical load
通过第一性原理模拟，发现机械载荷可在CsGeBr$_3$中诱导多种铁电相及相变，拉伸增强而压缩抑制铁电性，并揭示非线性压电响应，凸显其在无铅能量转换器件中的潜力。
2024-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Disentangling the Discrepancy Between Theoretical and Experimental Curie Temperatures in Ferroelectric PbTiO$_3$
Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）
通过从头算分子动力学和机器学习力场模拟，发现交换关联泛函的局限性是理论低估居里温度的主因，并揭示了有限尺寸效应与相互作用范围的耦合。
2026-06-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phase transition properties of a finite ferroelectric superlattice from the transverse Ising model
考虑一个有限铁电超晶格，其中基本晶胞由l个A型原子层和n个B型原子层组成。基于横向伊辛模型，我们研究了铁电超晶格的相变性质。用转移矩阵法导出了超晶格居里温度的计算公式。给出了居里温度随超晶格厚度和交换常数变化的数值结果。
1999-12-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Phase evolution and thermal stability of high Curie temperature BiScO$_3$-PbTiO$_3$-Pb(Cd${1/3}$Nb$_{2/3}$)O$_3$ ceramics near MPB
具有高居里温度的压电和铁电陶瓷由于其在恶劣环境下的应用而受到越来越多的关注。本文研究了（0.975-x）BiScO_（3-x）PbTiO_（3 - 0.025）Pb（Cd_（1/3）Nb_（2/3））O_3（x = 0.58-0.64）陶瓷的相结构、介电、铁电和压电性能。随着PT浓度的增加，发生了由菱面体相到四方体相的结构转变。讨论了体系结构与电性能的关系。在准同型相界（x = 0.62）附近的BS-xPT-PCN体系表现出优异的压电和铁电性能，d33 = 508 pC/N，kp = 56%，Pr = 40 uC/cm 2。用原位XRD对MPB（x = 0.62）掺杂样品的高温压电性进行了表征。BS-xPT-PCN体系具有良好的热稳定性和压电性能，是一种很有前途的高温压电材料。
2019-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Exactly solvable model of uniaxial ferroelectrics
将一个精确可解的无限程势格子模型应用于单轴铁电体。得到了任意温度下自由能随序参量变化的渐近精确表达式。考虑了晶格晶胞的热膨胀效应。给出了临界点附近自由能的序参量幂展开式。对朗道展开式进行了修正。特别是，它表明，与外部字段的被加数包含一个贡献的更高的权力超过序参量。关键词：晶格模型，自由能，相变，长程原子间作用势，居里温度，极化PACS：05. 20.- 05.70 a，82.65。R
2011-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Coexistence of polar and antipolar phases in ferroelectric halide perovskite CsGeBr$_3$
本文采用基于第一性原理的计算方法研究 CsGeBr$_3$ 的有限温度相行为，揭示居里温度以上的动态反极性相及极性–反极性畴，并解释异常极化场与实验现象。
2023-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic study of finite temperature properties in ferroelectric BiAlO$_3$
Indian Institute of Technology（印度理工学院）；University of South Florida（南佛罗里达大学）
为寻找重要无铅钙钛矿，开发基于第一性原理的原子模型预测BiAlO₃特性。与实验一致，模拟得出其室温自发极化和居里温度，揭示铁电与反铁畸变模式耦合及压力对应力的影响。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci
High Entropy Oxide Relaxor Ferroelectrics
弛豫铁电体由于具有强的机电响应、能量存储能力、电热效应和热释电能转换特性而在技术应用中是重要的。目前发现和设计这类新材料的努力通常依赖于已知铁电体的替代掺杂，因为局部组成顺序的轻微变化可以显著影响居里温度、准同型相界和机电响应。在这项工作中，我们证明了移动到ABO 3钙钛矿中的组成复杂性的强极限允许不依赖于单个窄相变区域的新弛豫响应的稳定。采用熵辅助合成方法制备了Ba（Ti0.2Sn0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2）O3 [Ba（5B）O]单晶薄膜。发现该系统中存在的高水平的构型无序影响介电弛豫、相变、纳米极性畴形成和居里温度。温度依赖的介电，拉曼光谱和二次谐波产生的测量揭示了多个相变，高居里温度为570 K，和弛豫铁电性质的Ba（5 B）O薄膜。第一原理理论计算用于预测阳离子的可能组合，以量化形成高度无序的单相钙钛矿系统的相对可行性。稳定B位上具有大量不同阳离子的单相钙钛矿的能力为设计用于压电、热释电和可调介电应用的高性能材料提供了新的可能性。
2021-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Local decomposition at the ferroelectric-antiferroelectric interphase boundaries and formation of mesoscopic structures in lead lanthanum titanate-zirconate solid solutions
铅镧锆钛酸盐固溶体在分离共存的铁电和反铁电相的畴的界面附近的局部分解过程的第一次调查的结果。考虑具有以下组成的固溶体：6at%的La、73at%的Zr和27at%的Ti。研究了从顺电相淬火到室温的样品在时效过程中的局部分解动力学。讨论了铁电相和反铁电相共存畴的平衡态建立过程的动力学机制。
2006-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric to paraelectric structural transition in LiTaO$_3$ and LiNbO$_3$
本文结合密度泛函理论计算与实验，研究了LiTaO$_3$和LiNbO$_3$的铁电-顺电相变，通过SSCHA和AIMD方法准确估计了居里温度，发现相变是远低于$T_C$即开始的连续过程，并证明Mg掺杂会提高LiNbO$_3$的居里温度。
2024-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Configuration dependence of physical properties of a ferroelectric solid solution
在这篇文章中，我们激励的铁电固溶体的各个配置的物理性质的详细比较，作为一种手段，对这些系统的第一性原理模型的发展。我们比较了几种有序Pb_3GeTe_4超晶胞的能量、介电常数ε_infinity、局域极化畸变的模式有效电荷以及零温压电行为。这些性质的簇展开显示了第二近邻效应的重要性，这可能与保序弛豫及其对对称性破缺极不稳定性的影响有关。
1998-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Limits for the graphene on ferroelectric domain wall p-n-junction rectifier for different regimes of current
在这里，我们提出的PN结（pnJ）的导电性的理论，放置在铁电衬底上的石墨烯沟道中，由铁电畴壁（FDW）的情况下，从弹道扩散的情况下。我们计算了施加到沟道的源极和漏极的相反极性的电压的pnJ电导率的比率，G +/G-作为石墨烯沟道长度L、电子平均自由程λ和铁电衬底介电常数的函数。我们已经证明，对应于有效的基于石墨烯pnJ的整流器的小的G +/G-值（0.1和更小），可以针对具有高和L/λ~1或更小的比率的铁电体获得。然而，对于具有极高介电常数的铁电体（弛豫体或PbZrxTi1-xO3，其组成x接近准同型相界x = 0.52），对于电流的显著扩散状态的情况，G +/G-的比率也可以基本上小于1。这使得具有高介电常数的铁电衬底成为制造基于石墨烯pnJ的新一代整流器的优秀候选者。在Landau-Ginzburg-Devonshire方法中研究了温度对比率的影响。我们已经证明了石墨烯pnJ的整流性能在居里温度附近变得更好。当温度高于居里温度时，由于铁电极化消失，整流效应消失。
2016-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and dielectric response in the high $T_c$ ferroelectric Bi(Zn,Ti)O$_3$-PbTiO$_3$ solid solutions
采用理论计算和实验研究相结合的方法，对\em Bi（Zn，Ti）O $_3$ -（1- $x$）PbTiO $_3$（BZT-PT）固溶体进行了研究.我们发现Zn 4 $p$和O 2 $p$轨道之间的杂化允许形成短的、共价的Zn-O键，使得A位和B位位移之间的有利耦合成为可能。这导致大的极化、强的四方性和升高的铁电到顺电相变温度。在90 $^\circ$畴界附近的局部结构中的不均匀性可以从中子和X射线衍射谱中的不对称峰加宽中推断出来。这些非本征效应使得铁电-顺电相变在BZT-PT固溶体中扩散。
2006-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Robust Ferroelectricity in Monolayer Group-IV Monochalcogenides
当材料减薄到临界值以下时，铁电性通常会消失。利用第一性原理密度泛函理论和现代极化理论，研究了单分子层IV族单硫族化合物MX（M=Ge，Sn; X=S，Se）中独特的离子势非谐性引起的自发面内极化和铁电性.使用蒙特卡罗模拟与有效的哈密顿量提取的参数化的能量空间，我们显示这些材料表现出二维铁电相变，是由四阶朗道理论描述。我们还表明，这些材料的铁电性是强大的，相应的居里温度高于室温，使这些材料有希望实现超薄铁电器件的广泛兴趣。
2016-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Solid solutions with coexisting antiferroelectric and ferroelectric phases as materials with negative refractive index
证明了在反铁电（AFE）和铁电（FE）相共存畴的状态下，利用钙钛矿结构氧化物固溶体的受控分解制备负折射率材料的可能性。锆钛酸铅基固溶体被认为是适合于产生这种材料的物质的实例。所制造的复合材料构成具有分离FE和AFE相的域的导电相间边界的结构的介电基质。相界面的导电性是由于这些界面附近的固溶体的局部分解而产生的。局部分解的过程和因此的相间边界电导率可以通过外部影响来控制。
2015-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Description of lattice anharmonicity observed in ferroelectrics with unusual three-well local potential
对于Sn $_2$ P $_2$ S $_6$系列单轴铁电体，基于自发极化涨落的局域三阱势的非谐量子振子模型已被用于描述非谐性质，即热膨胀.计算得到的铁电相赝自旋涨落谱表明，在二阶相变附近，满足Curie-Weiss温度和压力依赖性的激发具有负的Grüneisen参数.利用赝自旋熵压依赖性计算了热膨胀系数。得到了Sn $_2$ P $_2$ S $_6$晶体铁电相中的负热膨胀，与实验结果相一致。
2018-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin films of ferroelectric solid solutions under residual depolarizing field
采用第一性原理方法研究了在不同力学边界条件下，非补偿去极化电场对Pb（Zr，Ti）O $_3$薄膜性质的影响.发现了丰富多样的铁电相和极化模式，这取决于应变和表面电荷屏蔽量之间的相互作用。实例包括三斜相、具有偏振的面内和/或面外分量的单斜态、均匀和不均匀的四斜态以及特有的层状纳米畴。
2004-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Size effects in the thin films of order - disorder ferroelectrics subject to the depolarization field
在考虑退极化场的平均场近似下，对有序-无序型铁电薄膜进行了研究。结果表明，该体系的尺寸效应可以用居里温度依赖于薄膜厚度的体系统状态方程来描述。考虑退极化场的影响，计算了从铁电相到顺电相相变的临界尺寸hc和临界温度Tc。比较了有序-无序型和位移型铁电薄膜的极化随薄膜厚度、温度和电场的变化关系。特别是，它表明，所有的偶极子成为有序的T=0独立的膜厚度h>hc相反的位移型铁电体。位移型铁电体的临界厚度比有序-无序型铁电体的大，极化分布比有序-无序型铁电体的尖锐。
2004-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Surface nucleation of the paraelectric phase in ferroelectric BaTiO3: Atomic scale mapping
在铁电性中，原子尺度的偶极矩共同相互作用，产生强的机电耦合和可切换的宏观极化。因此，铁电体的功能出现在一个固-固相变，这是伴随着一个突然消失的反转对称。人们一直致力于在极化长度尺度上理解铁电相变。然而，铁电性的偶极矩起源仍然难以捉摸。在这里，我们使用变温高分辨率透射电子显微镜，以揭示在铁电到顺电过渡的偶极距动力学。我们表明，过渡时发生的顺电核的大小的一对夫妇的单位细胞出现在表面附近。在加热时，立方相侧壁朝向本体生长。我们量化的成核障碍，并显示占主导地位的机械相互作用，帮助我们证明相似的预测域成核过程中的电场切换。我们的工作激发了其他材料中固-固转变的动态原子尺度表征。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relative stability of a ferroelectric state in (Na0.5Bi0.5)TiO3-based compounds under substitutions: Role of a tolerance factor in expansion of the temperature interval of stable ferroelectric state
本文研究了（1-x）（Bi_（1/2）Na_（1/2））TiO_3-xBaTiO_3固溶体中B位离子取代对铁电相和反铁电相相对稳定性的影响。锆、锡离子以及（In_（0.5）Nb_（0.5））、（Fe_（0.5）Nb_（0.5））、（Al_（0.5）V_（0.5））离子配合物被用作替代元素。取代离子浓度的增加导致晶格晶胞尺寸的近似线性变化。随着晶胞尺寸的变化，铁电相和反铁电相的相对稳定性也发生变化，这与固溶体容限因子的变化有关。容差因子的增加导致铁电-反铁电相变温度的增加，反之亦然。结果表明，离子尺寸因子对（Na_（0.5）Bi_（0.5））TiO_3基固溶体铁电态和反铁电态的相对稳定性有显著影响，并指出了提高铁电-反铁电相变温度的途径。
2017-06-20 cond-mat.mtrl-sci
A compositional ordering-driven morphotropic phase boundary in ferroelectric solid solutions
本文通过机器学习势分子动力学模拟，在锆钛酸铅中发现成分有序度降低可驱动菱方相到四方相转变并形成准同型相界，其压电增强效果与成分驱动MPB相当，机制为外场驱动的极化旋转，为高性能压电材料设计提供了成分有序这一新自由度。
2024-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of dielectric permittivity in incommensurately modulated phase of ammonium fluoroberyllate
研究了铁电氟铍酸铵（AFB）晶体在其相变点附近沿极轴方向的介电常数随温度的变化关系。将实验数据与文献中的Curie-Weiss（CW）定律、广义Curie-Weiss（GCW）定律、Levanyuk和Sannikov（LS）模型以及Prelovšek、Levstik和Filipi（PLF）模型的预言进行了比较。结果表明，LS模型比CW、GWC和PLF模型更好地描述了AFB晶体介电常数的温度行为。阐明了造成这种情况的主要物理原因。
2023-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Theory of ultrathin ferroelectrics: the case of CsGeBr$_3$
该研究基于第一性原理模拟建立超薄铁电薄膜理论，通过局域极化与偶极模式分类器揭示 CsGeBr$_3$ 等材料的单畴/纳米畴相变机制及多种纳米畴形态。
2024-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Machine learning-enabled atomistic insights into phase boundary engineering of solid-solution ferroelectrics
该研究利用机器学习分子动力学解析KNbO3-KTaO3固溶体中的相界行为，揭示化学成分与有序化对多晶型相界的调控机制，并确定弹性与静电失配为微观结构演化的驱动力，为高性能铁电体的相界工程提供了可推广框架。
2025-05-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The nature of an enhanced ferroelectric phase transition temperature in perovskite-based solid solutions
解释了BiMeO $_3$-PbTiO $_3$（Me = Sc，In等）固溶体中端元以外的铁电相变温度$T_c$增强现象。与非线性和空间相关效应有关。解释是基于$T_c$的计算在我们的随机场理论的框架内，在上述物质的非线性效应的额外帐户。我们发现，当非线性系数为正值时，对于一定的PbTiO $_3$含量，$T_c$的最大值发生，该系数的值是从理论和实验之间的最佳拟合中找到的。该非线性系数是理论中唯一可调的参数。我们发现，增强积极的非线性系数大大提高了$T_c$最大值超过其端部成员。该理论不仅为计算上述固溶体的$T_c$奠定了基础，而且为计算PbTiO $_3$含量、温度、电场和其他外部参数对几乎任何平衡和/或非平衡热力学特性如静态和动态介电常数、比热等的影响奠定了基础。
2004-07-22 cond-mat.mtrl-sci
A monoclinic ferroelectric phase in the Pb(Zr1-xTix)O3 solid solution
一个以前未报道的铁电相已被发现在一个高度均匀的样品Pb（Zr0.52Ti0.48）O3的高分辨率同步辐射X射线粉末衍射测量。在环境温度下，样品具有四斜对称性（at= 4.037 A，ct= 4.138 A），并且在低于~250 K时转变成出人意料地具有单斜对称性的相（am= 5.717 A，bm= 5.703 A，cm= 4.143 A，β = 90.53 °，20K）。强度数据强烈表明极轴位于接近伪立方[111]方向的单斜ac平面内，这将是舒瓦洛夫基于对称性预测的物种m3 m（12）A2 Fm的一个例子。
1999-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Physical Effects in the Vicinity of the Ferroelectric-Antiferroelectric Interface
本文讨论了固溶体中共存的铁电相和反铁电相畴之间存在界面且铁电态和反铁电态自由能差异较小所引起的物理效应。存在许多固溶体，其中共存相的畴在一定条件下可以出现两相状态。我们在这里提出的一些影响直接引起的共存的铁电和反铁电相的畴之间的界面的存在下的调查结果。提出了描述铁电相和反铁电相共存畴不均匀状态的唯象模型。这种不均匀状态的实验研究进行了讨论，使用两个系统的PbZr 1-yTiyO 3基固溶体。详细讨论了铁电-反铁电界面附近固溶体的局部分解过程和这些界面附近偏析的介观系统的形成，并给出了相应的实验结果。的介电和压电性能的偏析系统的影响，以及介电弛豫的结果，并进行了讨论。的直流电场的应用所造成的影响被认为是和相应的实验结果。实验结果表明，通过这些相共存畴的中间态，在反铁电到铁电相变的材料中，由外电场控制压电参数的可能性。
2015-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of ferroelectric and magnetic properties properties of single phase Bi4Ti3O12-3BiFeO3 solid solution through La substitution
本论文通过对Bi_4 Ti_3 O_（12 - 3）Bi_（12 - 3）Fe_3 O_3的结构和物理性能的研究，探索了利用Bi_4 Ti_3 O_（12 - 3）Fe_3 O_3作为单相高温磁电材料的可能性。采用固相反应法合成了Bi 4 Ti 3 O 12 - 3Bi 1-xLaxFeO 3（x=0，0.01，0.05，0.1，0.2），X射线衍射数据表明，正交晶胞（空间群P21 am）的晶格常数随La 3+含量的增加而减小，证实了La的掺入。在频率依赖的介电测量中，对应于母体（x=0）的铁电到顺电转变温度（Tc）具有两个相变，而相变是单一的，随着La取代量的增加，相变逐渐变得尖锐。铁电开关行为（极化（P）与电场（E））被证明为Bi 4 Ti 3 O 12 - 3 BiFeO 3和剩余极化显着降低La取代的组合物反映较弱的铁电有序。在详细的零场冷却和场冷却温度相关的磁化强度测量中，Bi 4 Ti 3 O 12 - 3BiFeO 3表现出约296 K的Tc。虽然La取代的组合物（x=0.1和x=0.2）的磁化强度值略有增加，但总体温度依赖性磁化曲线表明总体顺磁性。结果更反映了在这些Aurivillius层状化合物中用A位稀土掺杂的远程铁磁有序的可能性的关闭。
2022-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional order-disorder phase transition in improper ferroelectric hexagonal manganites
YMnO $_3$和其他相关的多铁性六方锰氧化物中的不适当的铁电性已知会导致拓扑保护的铁电畴，从而引起丰富多样的物理现象。然而，铁电转变的局部结构和结构相干性以前没有得到很好的理解。在这里，我们揭示了在YMnO $_3$的局部结构随温度的演变，使用中子总散射技术，并解释它们的帮助下，第一性原理计算。结果表明，在室温下，局域结构和平均结构与已建立的铁电$P6_3cm$对称性一致。在加热，本地和平均结构分析显示显着的异常从$\sim 800$ K到居里温度一致的增加波动的序参量角。这些波动导致一个不寻常的局部对称性降低到一个\textit{continuum of structures}加热。这种局部对称性破缺持续到高对称性的非极性相，构成了一种非常规类型的有序-无序转变。
2018-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Critical exponents of the order parameter of diffuse ferroelectric phase transitions in the solid solutions based on lead germanate: studies of optical rotation
在这项工作中，我们表明，扩散铁电相变（DFEPTs）发生在锗酸铅基晶体的序参量（CEOPs）的临界指数可以确定使用实验温度依赖性的旋光度。我们还描述了建议将晶体样本分成许多均匀单位晶胞的方法，每个单位晶胞的特征在于具有特定局部居里温度的非扩散相变。用这种方法测定了纯PbPDMATHABMM Ge $_{3}$ O $_{11}$晶体、固溶体Pb $_{5}$（Ge $_{1-x}$ Si $_{x}$）$_{3}$ O $_{11}$（$x = $ 0.03、0.05、0.10、0.20、0.40）和（Pb $_{1-x}$ Ba $_{x}$）$_{5}$ Ge $_{3}$ O $_{11}$（$x =$ 0.02，0.05），和掺杂晶体Pb $_{5}$ Ge $_{3}$ O $_{11}$：Li $^{3+}$（0.005重量%）。%）、Pb $_{5}$ Ge $_{3}$ O $_{11}$：La $^{3+}$（0.02 wt. %）、Pb $_{5}$ Ge $_{3}$ O $_{11}$：Eu $^{3+}$（0.021 wt. 0 $_{11}$：Li $_{3}$，Bi $^{3+}$（0.152重量%）和Pb $_{5}$ Ge $_{3}$ O $_{11}$：Cu $^{2+}$（0.14 wt. %).与其他用于确定DFEPT的居里温度和CEOP的…
2023-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Discovering Ferroelectric Plastic (Ionic) Crystals in the Cambridge Structural Database: Database Mining and Computational Assessment
本研究通过对包含超120万条目的剑桥结构数据库进行多步骤筛选，结合密度泛函理论计算，发现55种新型塑性及塑性离子铁电分子晶体候选材料，其中21种极化强度超10 μC/cm²，为无铅铁电材料研发提供了新候选。
2023-06-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Coexistence of Ferroelectric and Relaxor-like Phases in a Multiferroic Solid Solution (1-x)Pb(Fe$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_3$-xPbMnO$_3$
Institute of Physics, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院物理研究所）；Frantsevich Institute for Problems in Materials Science, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院弗兰采维奇材料科学问题研究所）；Ye. O. Paton Institute of Materials Science and Welding, National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”（乌克兰国立技术大学“伊戈尔·西科尔斯基基辅理工学院”叶·奥·帕顿材料科学与焊接研究所）
研究发现多铁固溶体中存在有序铁电相与弛豫相共存现象，通过掺杂不同比例Mn离子影响介电和铁电性质。
2025-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Phase transition and exponential growth of the local polarization in CaxBa1-xNb2O6 ferroelectric
CaxBa_（1-x）Nb_2 O_6（CBN）铁电体与典型的四钨青铜（TTB）结构的SrxBa_（1-x）Nb_2 O_6（SBN）铁电体是同构的，但其居里温度Tc比SBN高得多，为电光器件提供了更宽的工作温度。本文报道了目前尚缺乏认识的CBN固溶体的相图和相变。我们表明，CBN可以稳定地形成在0.19 ≤ x ≤ 0.32的固溶体范围内。与在x~ 0.5附近显示出从铁电体到弛豫体的交叉的SBN形成鲜明对比，CBN在整个固溶体范围内仅表现出明确的一级相变，但在转变成铁电相之前显示出极化前体动力学。我们发现局域极化随温度从伯恩斯温度TB到Tc呈指数增长。据估计，在转变为铁电相之前，局部极化会增长到几十pC/cm-^2。此外，我们发现，Ca取代Ba降低了Tc和TB，并且Tc与极性c轴长度之间存在线性相关性，这可以归因于化学压力效应。这些发现为深入了解TTB结构氧化物的相变本质提供了理论依据。
2021-07-13 cond-mat.mtrl-sci
History of Ferroelectrics -- A Crystallography Perspective
“整个处理的基础是假设固体的物理性质与其结构密切相关，理解物理性质的第一步是理解结构。海伦·D李文，《晶体中的铁电性》，北京，1998。
2021-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Metamagnetism stabilized giant magnetoelectric coupling in ferroelectric \textit{x}BaTiO${_3}$-(1-\textit{x})BiCoO${_3}$ solid solution
为了建立磁电耦合和磁不稳定性之间的相关性，我们研究了结构，磁性，研究了\textit{x}-BaTiO ${_3}$的铁电性能。（1- \textit{x}）BiCoO ${_3}$作为BaTiO $_3$浓度的函数（$x$）发现$G-$型反铁磁有序对于$x<$ 0.45在能量上是有利的，并且更高的浓度稳定，美国。我们观察到与顺电铁电过渡的函数的体积和$x$使用同步辐射衍射和计算研究，表明强磁电耦合的变磁自旋态转变。具体地，对于$x=$ 0.33组合物，当体积被压缩到低于5%时，发生压力诱导的高自旋（HS）到低自旋（LS）的转变。我们的轨道$-$投影态密度显示在$x<$ 0.45的铁电基态中Co $^{3+}$的HS态，并且相应的顺电相由于LS态的稳定性而稳定在π态中，这从我们固定的$-$自旋$-$矩计算和磁性测量中显而易见。高值的自发铁电极化预测较低的$x$值，这与$x$相反，因为减少的四方性（$c/a$）与$x$的增加。此外，我们发现，HS $-$ LS转变点和磁电耦合强度可以通过$x$改变。
2019-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Space charge dynamics in solid electrolytes with steric effect and Vegard stresses: resistive switching and ferroelectric-like hysteresis of electromechanical response
我们进行了自洽建模的电输运和机电响应的固体电解质薄膜允许移动带电缺陷（离子，质子或空位），电子退化和Vegard应力的空间效应。在较宽的外加电压频率范围内，我们建立了空间电荷动力学、电流-电压曲线和弯曲-电压曲线特征之间的相关性。电子开路电极的弯曲电压环和双滞后电流-电压环上的电流极大值出现明显的铁电类滞后。具有明显驼峰的双磁滞回线指示忆阻器类型的电阻切换。由于电子子系统和离子子系统之间的强耦合而发生切换。随着外加电压的周期性变化，电子密度的亚稳态峰值出现在一个开路电极附近，并向另一个开路电极移动。我们的结果可以解释固体电解质薄膜中电学和机械记忆效应的本质和相关性。推导出了固体电解质薄膜电致弯曲的解析表达式，证明了用干涉法可以检测到薄膜的电致弯曲。
2013-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence and competition of local- and long-range polar orders in a ferroelectric relaxor
我们已经进行了一系列的中子漫散射测量的单晶体的固溶体Pb（Zn $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$）O $_3$（PZN）掺杂8%的PbTiO $_3$（PT），弛豫化合物的居里温度T $_C \sim 450$ K，在努力研究的变化，从极性纳米区域（PNR）当材料进入铁电相。在零场条件下，漫散射强度随冷却时间的增加而单调增加，但在不同的布拉格峰附近，漫散射强度的增加率有很大的不同。这些结果可以通过假设相应的变化发生在PNR内的原子位移的光学和声学分量的比率来解释。在沿[111]方向取向的适度电场$\vec{E}$存在下的冷却改变了倒易空间中的漫散射的形状，但没有消除在经典铁电材料的情况下所预期的散射。这表明，场诱导的PNR的重新分布已经发生。
2006-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Materials for Solar Energy Conversion: Photoferroics Revisited
铁电材料（即表现出自发电极化的固体）在太阳能电池中的应用有着悠久而有争议的历史。这包括异常光伏效应（APE）和体光伏效应（BPE）的第一次观察。最近无机和混合钙钛矿结构材料（例如BiFeO 3、CsSnI 3、CH 3 NH3 PbI 3）在太阳能电池中的成功应用强调了极性半导体可用于常规光伏架构。我们回顾了这一领域的发展，特别强调已知的材料显示APE/BPE（如ZnS，CdTe，SbSI），和理论解释。临界分析与基础电子结构的第一性原理计算相辅相成。除了讨论铁电吸收层的影响，和固态极化理论（Berry相位分析），设计原则和高效率的铁电photopolics的机会。
2014-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity of Li-doped silver niobate (Ag,Li)NbO3
用X射线衍射技术、介电和极化测量研究了（Ag 1-xLix）NbO 3（ALN）固溶体的相演变。结果表明，少量的Ag被Li取代后，在室温下ABO_3-钙钛矿型氧化银晶体发生正交-菱面体结构转变。结构的改进表明，A-和B-位位移有助于自发极化的铁电相的对称性R3 c。随着Li含量的增加，铁电体菱面体畸变增强，导致铁电体的准铁电相变温度升高，固溶体极化增强。
2011-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Giant Superelastic Piezoelectricity in Flexible Ferroelectric $BaTiO_3$ Membranes
通常使用的压电材料中的机械位移通常限于线性或双轴性质，并且限于材料尺寸的百分之几。在这里，我们表明，独立的钛酸钡$_3$膜表现出非传统的机电耦合。在外部电场下，这些超弹性膜经历可控且可逆的“寿司卷状”180 $^\circ$折叠-展开循环。这种无折痕折叠是由带电铁电畴介导的，导致30 nm厚的膜在室温和60 $^\circ$ C下分别产生> 3.8和4.6 $μ$ m的巨大位移。进一步增加的电场以上的矫顽值的变化的折叠曲率，从而增强有效的压电响应。最后，它被发现，膜折叠随着温度的升高，然后完全固定的膜以上的居里温度，使我们能够模拟的铁电域起源的效果。
2020-04-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tunable magnetism in ferroelectric α-In2Se3 by hole-doping
二维（2D）多铁性材料由于其潜在的科学意义和潜在的应用前景吸引了广泛的研究。虽然已经观察到/预测了许多2D系统是铁电或铁磁的，但具有两种铁电性质的2D材料仍然很少。通过第一性原理计算，我们预测空穴掺杂可以在二维铁电体α-In 2 Se 3中诱导出强的铁磁性，这是由于其独特的平坦能带结构，居里温度（TC）可以远高于室温。此外，掺杂浓度、应变和层数可以有效地调制材料的磁矩和TC。有趣的是，在空穴掺杂的多层α-In 2Se 3的表面处发现了强的磁电耦合，这允许非易失性电控制磁化。我们的工作提供了一个可行的方法来设计/搜索二维多铁性材料在未来的设备应用，如存储器设备和传感器的巨大潜力。
2021-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Collinear-to-Spiral Spin Transformation without Changing Modulation Wavelength upon Ferroelectric Transition in Tb1-xDyxMnO3
用X射线衍射和中子衍射研究了铁电居里温度T_C附近的磁电化合物Tb_（1-x）Dy_xMnO_3的晶格调制和磁结构。对于0.50< x < 0.68的化合物，通过T_C观察到温度无关的调制矢量。这表明，铁电性与极化（P）沿c轴的RMnO 3系列不能归因于这样的ininadenate相称的过渡的反铁磁秩序，如先前预期的。X=0.59的单晶的中子衍射研究表明，FE转变伴随着Mn自旋取向从正弦（共线）反铁磁性到横向螺旋结构的转变。在T_C以下观察到的螺旋结构预期沿c轴产生P，并具有“逆”Dzialoshinski-Moriya相互作用，这与观察一致。
2006-01-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
B-site substitutions and phase transitions in solid solutions on the base of (Na0.5Bi0.5)TiO3
在钡改性的NBT固溶体中，锆和锡离子以及铟-铌和铁-铌络合物对钛的取代影响了固态合成过程中相的形成以及反铁电相和铁电相的相对稳定性。我们表明，固溶体的合成是一个多步骤的过程中，形成了一些中间相（取决于固溶体的组成和退火温度）。1000 - 1100 ℃的烧结温度允许获得单相固溶体。取代离子含量的增加导致晶格晶胞尺寸的线性变化。同时，它会导致反铁电相和铁电相的相对稳定性根据容差因子的变化而变化。取代离子的半径大于初始离子的半径导致铁电-反铁电相变温度的降低，而较小的离子取代产生相反的效果。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Acoustic-Soft Optical Mode Coupling Leads to Negative Thermal Expansion of GeTe near the Ferroelectric Phase Transition
GeTe是众所周知的铁电和热电材料，其在$\sim 600-700$ K下经历从菱面体到岩盐结构的结构相变。我们提出了第一性原理方法来计算GeTe的热膨胀在菱面体相的居里温度。我们发现的亥姆霍兹自由能相对于每个结构参数的方式类似于传统的Gr{ü}奈森理论的最小值，并占弹性常数的温度依赖性。我们得到了菱面体GeTe的结构参数随温度的变化，与实验结果非常吻合。特别是，我们正确地再现了负体积热膨胀附近的相变的GeTe。我们发现负热膨胀是由声学声子和软横光学声子之间的耦合引起的，这也是GeTe低晶格热导率的原因。
2018-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Chiral soft mode transition driven by strain in ferroelectric bubble domains
本文通过第二性原理原子模拟发现铁电泡畴在外延应变下发生手性软模相变，并伴随拓扑性质改变，为手性作为固体铁性序提供了范例。
2025-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Landau theory of 180 degrees domain walls in BaTiO3 type ferroelectric particles: microcomposite materials
本文提出了BaTiO_3型铁电粒子180度畴壁的朗道理论。准确描述大块畴壁的结果，使我们能够制定变分方法在相应的小颗粒畴壁理论。在立方体形状的样品中，考虑了退极化场效应和空间电荷层。结果发现，在低温下，众所周知的双曲正切壁轮廓是一个很好的近似描述畴壁。在转变温度附近，更合适的说法是由于小BaTiO 3颗粒中单个铁电壁的分裂而相应地将铁电-顺电-铁电畴分开的两个壁。发现了微复合材料中小铁电颗粒的畴壁能量密度、平均壁间距和厚壁介电响应的变化，我们的结果比现有的理论更好地描述了所观察到的相关性。在微复合材料中铁电相向顺电相转变的温度区，我们对响应、类居里转变温度和其它性质的新的定量结果可能得到验证。
2021-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
