Ferroelectric Domain Morphology Evolution and Octahedral Tilting in Lead-Free (Bi1/2Na1/2)TiO3-(Bi1/2K1/2)TiO3-(Bi1/2Li1/2)TiO3-BaTiO3 Ceramics at Different Temperatures
原位透射电子显微镜（TEM）观察表明，0.885（Bi_（1/2）Na_（1/2））TiO_3 -0.05（Bi_（1/2）K_（1/2））TiO_3 -0.015（Bi_（1/2）Li_（1/2））TiO_3 - 0.05BaTiO_3陶瓷中畴形态发生了变化。在25 ℃到180 ℃的温度范围内观察到宏观铁电畴的演化。铁电畴及其壁随着温度的升高而逐渐减小。选区电子衍射（SAED）结果表明，在该温度范围内没有发现反铁电畴的晶体学证据，这为陶瓷中没有发生铁电-反铁电转变提供了证据。与温度相关的禁戒3/2 1/2 0和超结构3/2 1/2 1/2反射分别表明陶瓷中存在同相和反相八面体倾斜。暗场TEM图像显示八面体倾斜畴的尺寸小于30 nm，并且这些畴均匀地分布在晶粒中。本文讨论了局域八面体倾斜对铁电畴稳定性和温度特性的影响。
2011-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Microwave Conductivity of Ferroelectric Domains and Domain Walls in Hexagonal Rare-earth Ferrite
我们报告了使用导电原子力显微镜（C-AFM）和扫描微波阻抗显微镜（MIM）在六方$Lu_{0.6}Sc_{0.4}FeO_3$单晶中的纳米电成像结果。虽然铁电畴的DC和AC响应可以由表面能带弯曲来解释，但是畴壁（DW）AC电导率的急剧增强显然由由于DW振动而不是移动载流子传导的介电损耗主导。我们的工作提供了一个统一的物理图像来描述铁电畴和畴壁的局部导电性，这将是重要的未来纳入导电，结构动力学和多铁性到高频纳米器件。
2018-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Domain Wall Conductivity in Oxygen Deficient Multiferroic YMnO3 Single Crystals
用导电原子力显微镜和压电响应力显微镜研究了缺氧多铁性YMnO_3单晶中畴壁的输运性质。畴壁在电场中极化后表现出显著增强的电导，这可能是由畴壁处的氧空位有序化引起的。电子传导可以通过肖特基发射和Fowler-Nordheim隧穿机制来理解。研究结果表明，通过对极化场中有序氧空位的调控，可以实现对畴壁电导的能带结构工程调控。
2012-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Influence of ferroelastic domain walls on thermal conductivity
研究通过铝酸镧单晶实验与原子尺度计算，发现铁弹畴壁可作为高效控制器调节热导率，并揭示了热导率变化与畴壁组织及密度的定量关系。
2023-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the domain wall conductivity in bulk lithium niobate by uniaxial stress
绝缘铁电体中的导电畴壁（CDW）由于其独特的拓扑、光学和电学性质而引起了人们的广泛关注，并在存储器件和可重写电路中提供了潜在的应用。通过施加应变可以调节畴壁的电子性质，从而控制畴壁处的载流子密度。在这项工作中，我们研究了单轴应力对块体单晶LiNbO $_3$中DW电导率的影响。使用导电原子力显微镜（cAFM），我们观察到一个大的不对称性的DWs的导电性，其中只有负屏蔽的墙壁，所谓的头到头DWs，变得越来越导电，而正屏蔽，尾到尾DWs，显示导电性下降。DW电导率的这种不对称性与我们基于压电效应的理论模型一致。此外，我们观察到，在DW中的电流增加到一个数量级的较小的压缩应力为100 MPa。DW的这种反应在2个月以上的多个压力循环中保持不变，为未来的应用开辟了道路。
2022-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Local conductivity and the role of vacancies around twin walls of (001)-BiFeO3 thin films
在SrRuO 3缓冲的（001）取向SrTiO 3衬底上外延生长的BiFeO 3薄膜显示出正交的孪晶畴束，每个孪晶畴束包含平行的周期性的71 °畴壁。少量的109 °畴壁也存在于两个相邻束之间的边界处。由于薄膜和AFM针尖之间的肖特基势垒的选择性降低，所有生长的孪壁在局部探针测量期间相对于畴显示出增强的导电性（参见S. Farokhipoor和B. Noheda，Phys. Rev. Lett. 107，127601（2011））。在本文中，我们进一步讨论这些结果，并说明为什么其他传导机制被丢弃。此外，我们显示了至关重要的作用，氧空位在确定的量在墙壁上的传导。这促使我们提出，氧空位迁移到墙壁局部降低肖特基势垒。然后，这种机制在非铁弹畴壁中效率较低，在非铁弹畴壁中，人们预期壁周围没有应变梯度，因此（假设壁不带电）没有用于积累缺陷的驱动力。
2011-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Functionalization on Thermal Properties of Single-Wall and Multi-Wall Carbon Nanotube - Polymer Nanocomposites
已知碳纳米管的羧基官能化（-COOH基团）改善其分散性质并增加碳纳米管-聚合物纳米复合材料的导电性。我们已经通过实验研究了这种类型的功能化对纳米复合材料的热导率的影响。结果发现，虽然即使少量的碳纳米管（~1重量%）可以提高导电性，但需要更大的负载分数（~3重量%）来提高纳米复合材料的导热性。功能化的多壁碳纳米管作为填料材料的表现最好，导致同时改善复合材料的电性能和热性能。单壁碳纳米管的功能化降低了热导率的提高。所观察到的趋势被解释的事实，而表面官能化增加碳纳米管和聚合物基体之间的耦合，它也导致形成的缺陷，这阻碍了声学声子在单壁碳纳米管的传输。所得结果对碳纳米管和石墨烯作为填料改善复合材料的热、电和机械性能具有重要意义。
2013-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Maximum thermal conductivity of aligned single wall carbon nanotubes
我估计最大导热系数$κ$的一个完美的单壁碳纳米管束对齐。每一排排列的纳米管具有离散的结构。它由长度为$L$的纳米管段组成。段之间的间隔阻挡了通过行的声子路径。仅考虑由于段的有限长度而引起的散射。结果是“有效”平均自由程的数量级为$L/7$。对于1微米管（10，10），我们在室温下得到最大值$κ\approx 300$ W/m K。该结果与Hone { \it et al.}的实验合理一致。假设在他们的样本$L\approx 1μ{\rm m}$中
2004-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic conductivity of uncharged domain walls in BiFeO3
实验观察表明，名义上不带电，生长在铁电薄膜畴壁可以导电，但缺乏全面的理论模型来解释这种行为。在这里，朗道理论是用来发展的各向异性载流子积累的分析处理名义上不带电的畴壁在多铁性BiFeO 3。强的角度依赖性的载流子积累的180度畴壁起源于局部带弯曲通过角度依赖性的电致伸缩和挠曲电耦合机制。理论结果与实验数据定性一致，并提供了一个兰道-金兹伯格-德文郡对应，是符合最近的第一性原理计算。这些研究表明，一个显着更多样化的畴壁结构的范围可以拥有新的电子性能比以前认为的。类似地，铁性壁处的电子行为通常由多种机制支撑，因此需要对相应的耦合参数进行第一性原理研究。
2012-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Improper origin of polar displacements at CaTiO3 and CaMnO3 Twin Walls
最近对铁性材料畴壁产生的新功能的兴趣自然要求微观理解。为此，第一性原理计算已进行，以提供铁电性的非极性CaTiO 3和磁性CaMnO 3的双壁的坚实的证据。我们表明，铁电性产生旋转/倾斜八面体扭曲-在这两个考虑系统的孪生壁合作作用-而不是从一个适当的二次铁电不稳定性，通常认为。我们的结果是在很好的协议与实验观察畴壁在CaTiO 3。此外，我们表明，在CaMnO 3的孪生壁的磁性也被修改，从而提出了一个未探索的路线，以实现和检测多铁性有序的单相材料。
2014-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Unexpected Giant Microwave Conductivity in a Nominally Silent BiFeO3 Domain Wall
近年来，基于铁电畴壁的纳米电子器件，如存储器、晶体管和整流器，已经被证明是可行的。另一方面，实际的高速电子设备通常需要千兆赫兹（GHz）范围内的操作频率，其中偶极振荡的影响是重要的。在这项工作中，在某些BiFeO 3 DW中观察到103 S/m量级的意想不到的巨大GHz电导率，这比相同壁的载流子诱导直流电导率大约100，000倍。令人惊讶的是，DWs的标称配置排除了在垂直于表面的激励电场下的交流传导。理论分析表明，倾斜DW在薄膜表面附近受到不对称的应力，而对照样品中的垂直壁则不然。由此产生的不平衡的极化轮廓，然后可以耦合到平面外的微波场，并诱导功率耗散，这是由相场建模证实。由于在微波电路中，载流子传导和束缚电荷振荡对交流电导率的贡献是等效的，因此对局域结构动力学的研究可能为实现DW纳米器件的射频应用开辟一条新的途径。
2020-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Domain-wall driven suppression of thermal conductivity in a ferroelectric polycrystal
本研究发现在非本征铁电ErMnO3多晶中，热导率随晶粒增大而降低，归因于畴壁声子散射，颠覆了传统晶界主导机制，为微结构工程调控热电与热管理性能提供新途径。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Fragmented charged domain wall below the tetragonal-orthorhombic phase transition in BaTiO3
FZU-Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
研究了巴钛酸四方-单斜相变下带电域壁的演变，发现域壁在相变后因相邻域孪生而碎裂，导致导电性下降。
2026-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Giant and accessible conductivity of charged domain walls in lithium niobate
铁电畴壁是自发极化允许值不同的部分之间的纳米级界面，即所谓的畴。这些壁-中性或带电-可以在铁电材料中创建，移位，删除和重新创建。[1-3]近年来，铁电体的研究取得了很大进展，有望成为未来纳米电子学的功能活性元件。[1，4，5]绝缘铁电体中带电畴壁（CDW）的类金属导电性，在20世纪70年代预测6并在最近检测到，[7-10]对于应用特别有吸引力。这一重要影响仍处于初期阶段。电流小，接触势垒阻碍了对导电性的访问，并且由于复杂的畴结构和/或居里点的接近，稳定性低。在这里，我们报告了巨大的和可访问的持久CDW电导率在锂铌酸盐（LN）晶体（铌酸锂）-光子学的重要材料。[12]我们的研究结果远远优于其他材料的已知数据：由于CDW，LN电导率增加了14个数量级以上，通过欧姆和半欧姆接触获得效果，以及其在高达70 °C的温度下的高稳定性。这是很清楚的为什么这个大的影响是错过了早期的LN [11，25]。我们的研究结果表明，强导电性的CDW可在简单的铁电材料，拥有只有两个允许的方向的自发极化，远离居里点。此外，CDW功能可以与线性和非线性光学现象相结合。[14我们的发现允许新一代的自适应光学元件，电控集成光学芯片的量子光子学，和先进的LN半导体混合光电子器件。
2017-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Conductive Domain Walls in Non-Oxide Ferroelectrics Sn2P2S6
导电畴壁（CDW）是铁电材料中广泛研究的一种结构，它可以看作是嵌入绝缘材料中的准二维可重构导电沟道。因此，铁电纳米电子学的应用具有重要意义。目前，大多数CDW研究仅限于氧化物，相反，在非氧化物中报道的工作有限。本文通过成功合成非氧化物铁电Sn_2P_2S_6单晶，利用不同的扫描探针技术观察并证实了源于倾斜畴壁性质的畴壁电导率。此外，由于界面极化电荷具有相反的符号，被CDW分离的畴也表现出可区分的电导率。这一结果为理解非氧化物铁电体中畴和畴壁的导电行为提供了一个新的平台。
2020-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Revealing tilt-driven structural heterogeneity in hybrid improper ferroelectrics by spatially-resolved crystallography
University of Warwick（华威大学）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）
本研究利用扫描三维X射线衍射技术，在混合非本征铁电体中揭示了畴壁的扩展结构，其宽度远超传统界面，并通过倾斜序参量的连续旋转形成四方中间态，为理解铁弹畴壁形成和铁电切换提供了微观机制。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Domain walls in strontium titanate
采用密度泛函理论计算了钛酸锶中的孪晶畴壁。两个可能的畴壁的特点。畴壁类型由在畴壁的任一侧上的体心四面体SrTiO $_3$中的八面体旋转的相对相位设定。畴壁的宽度估计为约3nm。
2019-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Wall "thickness" effects on Raman spectrum shift, thermal conductivity, and Young's modulus of single walled nanotubes
从理论上证明了在有限温度下，单壁碳纳米管的有效壁厚应为$W=W_s+W_d$，其中$W_s$为最外层电子轨道的扩展所定义的静态壁厚，$W_d$为由于原子热振动所引起的动态壁厚.分子模拟和理论分析均表明$W_d$与$\sqrt{T}$成正比。我们发现动态厚度随温度的增加是拉曼光谱移动的主要机制。动态厚度的引入改变了关于杨氏模量的一些结论，并降低了热导率的值。
2005-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ballistic conductivity of graphene channel with p-n junction on ferroelectric domain wall
采用Wentzel-Kramers-Brillouin近似，研究了异质结构石墨烯/物理间隙/铁电薄膜中铁电畴壁对单层石墨烯沟道弹道电导的影响.异质结中电场和空间电荷动力学的自洽数值模拟和近似解析理论都表明，畴壁与表面的接触在石墨烯沟道中产生了pn结。计算表明，在石墨烯表面附近自发极化突变引起的未补偿铁电偶极子诱导的载流子浓度可达1019 m-2量级，比非铁电衬底上栅掺杂石墨烯的载流子浓度高两个数量级。因此，我们预测具有铁电畴壁引起的pn结的石墨烯沟道将具有相当高的弹道电导率。
2016-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deconvolution of phonon scattering by ferroelectric domain walls and point defects in a PbTiO3 thin film deposited in a composition-spread geometry
我们提出了一个详细的分析的温度依赖性的铁电PbTiO 3薄膜的热导率沉积在一个组合物蔓延的几何形状，使一个连续的范围内的组合物从~25%的缺钛到~20%的富钛进行研究。通过拟合德拜模型的实验结果，我们去卷积和量化的两个主要的声子散射源的系统：铁电畴壁（DW）和点缺陷。研究结果表明，铁电性双金属是该体系中限制热导率的主要因素，不仅在薄膜的化学计量比范围内（[Pb]/[Ti]~1），而且在阳离子点缺陷浓度较大（约15%）时也是如此。因此，铁电材料中的DW是至少与点缺陷一样有效的声子散射源。我们的研究结果表明，使用可重构DW控制在固态器件的热导率的可行性和有效性。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Correlation Between Structure And C-Afm Contrast Of 180-Degree Domain Walls In Rhombohedral Bati03
使用Landau-Ginzburg-Devonshire理论，我们描述了180度畴壁结构，内禀能量和载流子积累在菱面体相的钛酸钡作为壁取向和挠曲电耦合强度的函数。两种类型的畴壁结构（壁的相）存在取决于壁取向。低能量的“非手性”相位发生在{110}壁取向附近，并且具有关于壁中心的反转不变的奇偏振轮廓。第二个“手征”相出现在{211}壁取向附近，对应于可能具有左手或右手手征的混合宇称畴壁。相变是突然的，伴随着20-30%的畴壁厚度的变化，并可以发生在固定的壁取向随温度的变化。我们认为，相变可以通过畴壁厚度变化或c-AFM检测。畴壁的结构通过垂直于畴壁的极化分量与其电导率相关，从而引起自由载流子的积累。取决于温度和挠曲电耦合强度的壁的相对电导率变得至少一个数量级高于在单域区域，创建c-AFM对比度增强显著和可检测的。
2012-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Conductivity of Single Wall Carbon Nanotubes: Diameter and Annealing Dependence
体单壁碳纳米管（SWNT's）的热导率k（T）在低T下显示出线性温度依赖性，这归因于声子的一维量子化。为了进一步探讨这个问题，我们测量了具有不同平均管直径的样品的k（T）。我们观察到线性k（T）更高的温度在样品中具有更小的直径，在协议的量化图片。此外，我们还研究了退火对k（T）的影响。我们观察到退火样品的k（T）的增强，这归因于缺陷的愈合和杂质的去除。这些测量结果表明，单壁碳纳米管材料的热性能可以通过操纵其固有的纳米级性能来控制。
2001-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of charged walls and defects on DC resistivity and dielectric relaxation in Cu-Cl boracite
带电畴壁在Cu-Cl方铅矿中通过相变在冷却时自发形成。这些壁表现出改变的导电性相比，与负电容的存在一致的体积和运动。在这里，我们提出了作为温度（-140 °C至150 °C）和频率（1 mHz至10 MHz）的函数的块状Cu-Cl硼酸盐的介电常数和直流电阻率。两个观察到的介电弛豫和直流电阻率的热行为进行了讨论。我们建议，可以解释的弛豫点缺陷的存在，最有可能的本地复杂的Cu和伴随的氧空位的价态变化所创建的。此外，在相变时看到的电阻率的突然变化表明导电畴壁对铁电相中的导电性有显著贡献。
2021-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Strain driven conducting domain walls in a Mott insulator
可重写纳米电子学为基础研究和技术应用提供了新的视角和潜力。这种兴趣已经推动了研究的重点到导电畴壁：伪二维导电通道，可以创建，定位，并删除原位。然而，导电畴壁的研究在很大程度上限于宽禁带铁电体，其中导电性通常来自于载流子密度的变化，这是由于极性不连续处的屏蔽电荷积累。这项工作表明，在窄间隙相关的绝缘体与强电荷晶格耦合，局部应变梯度可以驱动增强的电导率在畴壁，消除极性不连续性作为导电性的标准。通过结合不同的扫描探针显微镜技术，我们表明，在GaV 4S 8的畴壁电导率不遵循建立的屏蔽电荷模型，而是产生于跨Jahn-Teller转变和跨畴壁的相关应变梯度的大表面重构。如果主体的电子结构易受局部应变梯度的影响，则该机制可以使任何结构的或甚至磁性的畴壁导电，从而极大地扩展了可适用于基于畴壁的纳米电子学的材料和现象的范围。
2022-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Conductivity contrast and tunneling charge transport in the vortex-like ferroelectric domain patterns of multiferroic hexagonal YMnO3
我们推导出多铁性YMnO 3中的铁电畴壁的本征导电特性，这些畴壁围绕着拓扑保护的畴涡旋核。这是通过执行一个仔细的等效电路分析的介电谱测量单晶样品具有不同的涡流密度。体域和导电域边界之间的电导率对比显示在室温下达到500倍，这取决于样品制备。局域缺陷载流子的隧穿是耗尽可移动载流子的畴壁中的主要电荷输运过程。这项工作表明，通过等效电路分析，介电谱可以提供有价值的信息的铁电畴壁，这是高度相关的新的畴壁为基础的微电子器件的设计的内在电荷传输特性。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
In-situ SHG microscopy investigation of the domain-wall-conductivity enhancement procedure in lithium niobate
本研究利用原位时间分辨二次谐波产生显微技术，监测铌酸锂导电畴壁在电压斜坡增强过程中的演化，发现畴壁形状随机变化，并揭示了点缺陷对畴壁电导率的显著贡献，修正了原有理论。
2025-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Machine-learning-guided exploration of domain walls in the hybrid improper ferroelectric Ca3Ti2O7
NTNU Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Durham University（杜伦大学）
本研究利用群论和机器学习原子间势探索Ca3Ti2O7中的复杂畴壁结构，通过电荷感知训练降低形成能误差70%，并揭示低能反极性极化切换路径。
2026-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Interface heat transfer between crossing carbon nanotubes, and the thermal conductivity of nanotube pellets
我们从理论上计算交叉单壁碳纳米管的各种手性之间的界面热阻，使用原子格林函数方法与半经验势。然后将结果用于模拟三维纳米管颗粒在真空中的热导率。对于1 $μ$ m的平均纳米管长度，该模型产生了数W/m-K量级的致密颗粒的热导率的上限。这与单独悬浮的纳米管上报道的超高热导率形成鲜明对比。结果表明，纳米管颗粒可能具有作为热绝缘体的应用。
2008-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Electron trapping by neutral pristine ferroelectric domain walls in BiFeO$_3$
原始的中性铁电畴壁在BiFeO $_3$的第一性原理计算表明，过剩的电子被选择性地捕获的畴壁，而空穴只有微弱的吸引。这种捕获的多余电子可能是负责在实验中观察到的畴壁处的热激活电导率。在畴壁的周期性阵列的情况下，被捕获的过量电子产生锯齿形电势，其幅度取决于材料中的电子浓度和畴壁距离。对于71°和109°畴壁，电势是不对称的。这可以改变太阳能电池中的开路电压，从而影响BiFeO $_3$中的光电效应。
2018-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Electron interaction with domain walls in antiferromagnetically coupled multilayers
对于反铁磁耦合的Fe/Cr多层膜的电阻率，这是由畴壁的低场贡献，在低温下强烈增强。低温电阻率根据指数约为0.7至1的幂律变化。这种行为不能解释假设弹道电子输运通过域壁。有必要利用畴壁引起的非均匀规范场抑制反定域效应（电导率的正量子修正）。
2003-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Conductance of an Individual Single-Wall Carbon Nanotube above Room Temperature
悬浮的金属单壁碳纳米管（SWNT）的热性能提取其高偏压（I-V）的电特性在300-800 K的温度范围内，通过焦耳自加热实现。对于长2.6 μ m、直径1.7 nm的单壁碳纳米管，在室温下的热导率约为2.4 nW/K，热导率接近3500 W/m/K。在温度范围的上端观察到热导率的急剧下降，这归因于两个声学模式和一个光学模式之间的二阶三声子散射。我们讨论了不确定性的来源，并提出了一个简单的分析模型，包括长度和温度依赖性的单壁碳纳米管的热导率。
2005-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and thermal transport properties of ferroelectric domain walls in GeTe from first principles
铁电畴壁是铁电材料中具有不同极化取向的区域之间的边界。利用第一性原理计算，我们描述了热电GeTe中在（$11\bar{1}$），（$111$）和（$1\bar{1}0$）晶面上形成的所有不同类型的畴壁。我们发现大部分的这些畴壁，这是由偏振变化驱动的附近的结构扭曲。我们发现，这种强的应变-序参量耦合将大大降低晶格热导率的GeTe样品相对于单晶的畴壁。因此，我们的研究结果表明，畴工程是一个很有前途的途径，提高热电优值的GeTe。
2020-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Energy profile and hopping barriers for small electron polarons at ferroelectric domain walls in bismuth ferrite from first principles
本文通过第一性原理计算研究了铁酸铋体相及中性71°畴壁处小电子极化子的跳跃能垒和俘获行为，发现畴壁可作二维陷阱，并据此估算了室温下的本征n型迁移率与扩散常数。
2025-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Conduction through 71o domain walls in BiFeO3 thin films
研究了主要含有71 °畴壁的BiFeO_3薄膜中畴和畴壁的局域导电。在室温下的测量揭示了通过71 o畴壁的传导。在足够高的温度下也可以观察到通过域的传导。研究发现，尽管畴的电导率较低，但两者都受相同的机制控制：在低电压区，缺陷态的电子被温度激活，但电流受铁电表面电荷的限制;在大电压状态下，发生肖特基发射，并且氧空位的作用是选择性地增加壁处的费米能并局部地降低肖特基发射。屏障这种理解提供了在氧化物中设计传导路径的关键。
2011-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Stable Charged Antiparallel Domain Walls in Hyperferroelectrics
电中性180 $^\circ$畴壁是铁电体中常见的结构拓扑缺陷，它将反平行极化方向的畴分隔开。在正常铁电体中，垂直于极化方向延伸的带电180 $^\circ$畴壁由于去极化场而在能量上是非常不利的，并且难以稳定。利用密度泛函理论研究了超铁电体中的中性和带电180 $^\circ$畴壁。在最近发现的$ABC$型六方超铁电体中，我们获得了头-头和尾-尾壁的零温度平衡结构。在LiNbO $_3$代表的规范铁电体中，带电畴壁也可以稳定，而没有任何掺杂剂、缺陷或机械夹持。第一性原理电子结构计算表明，带电畴壁可以减小甚至关闭主体材料的带隙，并支持具有增强的导电性的准二维电子（空穴）气。
2017-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Activation of nominally silent domain wall-localized phonons from GHz to THz frequencies
铁电畴壁（DW）是纳米级拓扑缺陷，可以很容易地定制，以创建纳米级器件。最近发现，它们的激发是DW GHz电导率的原因，与现有技术相比，它们有望实现更快的信号传输和处理速度。在这里，我们发现DW声子从GHz频率分散到THz频率，从而解释了DW电导率中令人惊讶的宽GHz特征的起源。令人困惑的激活名义上沉默DW滑动模式BiFeO3追溯到DW倾斜，并导致壁局部声子的不对称性。得到的声子谱和选择规则被用来模拟扫描阻抗显微镜，新兴的纳米声子学作为一个强大的探针。这些结果将指导实验发现预测的声子分支和设计基于DW的纳米器件。
2019-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charged ferroelectric domain walls for deterministic a.c. signal control
直流（DC）铁电畴壁处的电导率和涌现功能与局部极化电荷密切相关。取决于电荷状态，壁可以表现出从绝缘到类金属的不寻常的直流导电，这在基于畴壁的存储器、多级数据存储和突触器件中被利用。与带电壁处的功能性直流行为相反，它们对交流电（a.c.）仍有待解决。在这里，我们揭示了交流。在ErMnO3带正电荷和负电荷的壁的特性，明显不同于周围域的响应。通过结合宏观和局部尺度上的电压依赖性光谱测量，我们证明了一个明显的非线性响应在电极壁结，这与畴壁电荷状态。对交流电的依赖性。驱动电压使得能够在单极性和双极性输出信号之间进行可逆切换，从而在概念上为带电壁作为功能性纳米元件在AC中的应用提供了新的机会。电路
2021-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Metallic conductivity on Na-deficient structural domain walls in the spin-orbit Mott insulator Na$_2$IrO$_3$
该研究结合结构表征与聚焦离子束微切片电测量，发现 Na$_2$IrO$_3$ 单晶的缺钠孪晶畴壁因空穴掺杂而跨越金属–绝缘体转变并形成关联金属基态。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charged domain walls in improper ferroelectric hexagonal manganites and gallates
铁电畴壁作为下一代纳米电子学中的原子级开关、二极管和移动导线正引起广泛的关注。不适当的铁电体中的带电畴壁是特别有趣的，因为它们提供多功能特性和固有的稳定性，而不是在适当的铁电体中发现。本文采用第一性原理计算和唯象模拟方法研究了反常铁电体YMnO $_3$，InMnO $_3$和YGaO $_3$中带电壁的能量和结构.带正电荷和负电荷的壁在局部结构和宽度方面是不对称的，反映了极化不是畴形成的驱动力。壁宽与主结构序参量的幅值和与极化的耦合强度成比例。我们介绍了一般规则，如何工程$n$和$p$型畴壁电导率的基础上的域的大小，极化和电子带隙。这开启了微调局部输运性质和设计用于基于畴壁的纳米电路的$p$ - $n$ -结的可能性。
2018-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Electrical half-wave rectification at ferroelectric domain walls
铁电畴壁代表了多功能的二维元素，具有很大的潜力，在纳米级的新器件范例。不适当的铁电显示特别有前途的畴壁类型，由于其独特的鲁棒性，是施加特定电子行为的理想模板。例如，化学掺杂诱导p型或n型特性，并且电场在阻性和导电畴壁状态之间可逆地切换。在这里，我们展示了二极管式转换的交流（AC）到直流（DC）输出的基础上中性180 $^{\circ}$域壁不适当的铁电ErMnO $_3$。通过结合扫描探针和介电谱，我们表明，整流发生的频率在畴壁被固定到它们的平衡位置。输出的实际频率范围和幅度由体电导率控制。利用密度泛函理论，我们归因于在中性壁的氧缺陷的积累的输运行为。我们的研究揭示了畴壁作为二维半波整流器，扩展到AC技术领域的畴壁为基础的纳米电子应用。
2018-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Liberation of slave modes inside domain walls in multiferroic Cu-Cl boracite
畴壁（DW），对称等效铁电畴之间的二维边界，积极研究，由于他们的新的逻辑和存储器件的承诺。此外，由于它们的高迁移率和大电导率，它们可以很容易地以低能量成本创建，擦除和重塑。到目前为止，大多数工作都集中在适当的铁电体中的DW，其中主要的序参量，铁电极化，通过减少到零（伊辛型DW）或旋转（布洛赫型DW）在域中的值之间插值。在这里，我们提出了一个新的DW家庭成员与复杂的内部纹理的从属序参量内的主要序参量减少到零的墙壁。我们的第一性原理导出的模型预测单极和环形极化模式的存在。这些结果使得硼化物中复杂畴模式的大规模相场模拟成为可能，并可能激发基于不适当铁电体中畴壁的新型器件。
2020-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric phase control at domain-wall-like epitaxial oxide multilayers
本研究在外延BaTiO₃/BiFeO₃异质结构中构建带电HH/TT人工畴壁，并通过插入超薄LSMO层实现极化构型对电导率与磁化的磁电调控。
2024-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large unconventional anomalous Hall effect arising from spin chirality within domain walls of an antiferromagnet EuZn$_2$Sb$_2$
本研究在共线反铁磁体 EuZn$_2$Sb$_2$ 中发现巨大非传统反常霍尔效应，并通过输运标度与计算将其归因于磁场倾斜 Eu 磁矩时畴壁内产生的标量自旋手性。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferroelectric switching inside ferroelastic domain walls
本文以CaTiO3为范例，通过分子动力学计算揭示铁弹畴壁极化在高电场下因畴壁变宽、挠曲电减弱而可实现反铁电型双电滞回线切换，并可作为体相极性相变的成核点。
2025-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
R2D2 -- An equivalent-circuit model that quantitatively describes domain wall conductivity in ferroelectric LiNbO$_3$
本文提出R2D2等效电路模型，定量描述铁电LiNbO$_3$畴壁电导的注入与输运机制，并验证其在体、薄膜及不同切向畴壁中的普适性。
2023-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic avalanche of non-oxide conductive domain walls
铁电体中的原子级锐畴壁被认为是实现易于重构的纳米电子构建块的理想平台，这些纳米电子构建块由外场产生、操纵和擦除。然而，导电DWs已被专门观察到的氧化物，其中DW的流动性和导电性在很大程度上受化学计量和缺陷。与此相反，我们在这里报告的非氧化物铁电GaV $_4$ S $_8$，其中电荷载流子提供固有的多价V $_4$分子团簇的导电DW。我们发现，这种新的机制产生的DWs组成的纳米尺度的条纹交替的电子和空穴传导，难以想象的氧化物。通过对这些部分施加磁控制，我们促进了移动和有效的2D DW主导3D电导，触发高达八个数量级的突然电导变化。柔性价态作为这些具有巨大电导率的新型混合DW的起源，表明非氧化物铁电体可以是氧化物电子学领域之外的新现象的来源。
2021-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles study of ferroelectric domain walls in multiferroic bismuth ferrite
我们提出了第一性原理密度泛函研究的结构，电子和磁性的铁电畴壁的多铁性BiFeO 3。我们发现，畴壁中的氧八面体的旋转不改变其相位时，极化reorients是最有利的，和这些109度畴壁中心周围的BiO平面具有最低的能量。109度和180度的壁有一个显着的变化，在其垂直于壁的极化分量;在静电势的相应步骤是一致的，在畴壁的电导率最近的报告。最后，我们表明，在畴壁的Fe-O-Fe键角的变化引起的Fe的磁矩，可以提高在畴壁的局部磁化的倾斜的变化。
2009-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Oxygen vacancies nucleate charged domain walls in ferroelectrics
我们用第一性原理计算研究了氧空位对BaTiO $_3$中带电180 $^\circ$畴壁形成的影响。我们表明，这是有利的空位组装在晶面，这种集群是伴随着形成的带电畴壁。畴壁具有负的束缚电荷，其补偿空位的标称正电荷并导致壁处的自由电荷密度消失。这与带正电荷的畴壁形成对比，带正电荷的畴壁几乎完全由来自本体的自由电荷补偿。因此，结果解释了实验观察到的两种类型的畴壁的电子电导率的差异，以及一般的普遍存在的带电畴壁的铁电体。此外，空位驱动的畴壁形成的明确证明意味着特定的带电畴壁配置可以通过自下而上的设计来实现，用于基于畴壁的信息处理。
2020-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Switching Pathways and Domain Structure of SrBi$_2$(Ta,Nb)$_2$O$_9$ from First Principles
层状钙钛矿氧化物铁电体的几个家族表现出极化和结构序参量之间的耦合，例如八面体旋转畸变。这种耦合提供了新的基于电场的材料特性操纵的机会，并且还稳定了复杂的畴图案和畴壁涡旋。在具有这种耦合阶的层状钙钛矿中，Aurivillius相氧化物SrBi $_2B_2$ O $_9$（$B$ =Ta，Nb）以其优异的室温铁电性能而闻名。本工作结合群论分析和密度泛函理论计算研究了SrBi $_2B_2$ O $_9$的铁电开关过程。低能量两步铁电开关路径被确定，与极化反转促进结构序参量旋转。畴结构的分析揭示了耦合的序参量的相对能量如何转化为由畴壁涡旋结构连接的几种不同畴壁类型的网络。比较了SrBi $_2B_2$ O $_9$和层状$n$ =2 Ruddlesden-Popper杂化反常铁电体的铁电开关和电畴结构。研究结果提供了新的见解如何铁电性能可以优化工程的复杂晶体结构的Aurivllius相氧化物。
2022-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Intrinsic conductance of ferroelectric domain walls
本文通过第一性原理结合玻尔兹曼输运理论研究铁电畴壁本征电导，揭示载流子浓度主导电导机制、迁移率决定头对头与尾对尾畴壁电导差异，并发现畴壁宽度显著小于以往报道，为畴壁器件优化提供通用方法。
2024-03-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetoresistance due to Domain Walls in Micron Scale Fe Wires with Stripe Domains
本文研究了微加工bcc结构Fe（0.65 ~ 20 $μ$ m线宽）线中与磁畴边界有关的磁电阻效应。域配置的特点是使用磁力显微镜。MR测量作为场角，温度和域配置的函数被用来估计由于电阻率各向异性和域壁的MR贡献。有证据表明，畴界在很宽的温度范围内（1.5 K至80 K），在这样的微结构中的导电性增强。
1998-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Charged Domain Wall from Topological Confinement in Nodal-Line Semimetals
本文从理论上研究了拓扑双金属半金属的电子结构。我们表明，在存在的间隙开放的空间依赖的质量项，形成一个域壁，在间隙带电局域模式出现在域壁。结果表明，这种畴壁是通过头对头（或尾对尾）体电极化的强度实现的。局部模式具有拓扑起源，即，实现了拓扑限制，其通过在半经典动量-实空间中定义的半经典拓扑数来理解。与以前的研究相比，我们的研究表明，在两个绝缘体之间的界面没有散装拓扑数的拓扑限制。此外，随着体带隙的增加，局域模的色散从无带隙演变为带隙，这意味着其电导率是外部可调的。我们讨论了一个可能的实验实现的稳定，电可调的带电畴壁。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Macroscopic evidence of spatial modulation of conductivity in a microtextured ferromagnetic film
Instituto de Ciencias Físicas (ICIFI, UNSAM-CONICET)（物理科学研究所）；Instituto de Nanociencia y Nanotecnología, INN (CNEA-CONICET). Centro Atómico Bariloche（纳米科学与技术研究所，INN（CNEA-CONICET）。巴里洛切原子中心）；Instituto Balseiro, UNCuyo-CNEA（巴尔塞罗研究所）；UNRN, Sede Andina（内乌肯国立大学，安第斯校区）；Instituto de Nanociencia y Nanotecnología, INN (CNEA-CONICET). Centro Atómico Constituyentes（纳米科学与技术研究所，INN（CNEA-CONICET）。宪法者原子中心）
通过宏观磁输运测量，发现Fe0.5Pt0.5薄膜中磁畴和畴壁的空间分布导致电阻率出现额外贡献，尤其在低温下可超过各向异性项。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization-dependent conductivity of grain boundaries in BiFeO3 thin films
复杂氧化物中跨界面的电荷传输吸引了大量的关注，因为它允许创建对器件应用有用的新功能。特别地，已经观察到，外延BiFeO 3膜中的可移动畴壁具有增强的导电性，其可以用于在基于铁电的存储器中读出。在这项工作中，在溶胶-凝胶BiFeO 3薄膜的极化和导电性之间的关系，特别强调晶界作为自然界面的多晶铁电体进行了研究。这些薄膜中的晶粒呈现自组织的畴结构，从而形成由多个极化方向对齐的晶粒组成的“畴簇”。令人惊讶的是，这些簇之间的晶界（具有反平行极化方向）具有显着更高的电导率相比，“簇间”晶界，其中的电导率甚至小于在块体。因此，在铁电薄膜中首次观察到晶界的极化相关导电性。结果是合理的热力学建模结合有限元模拟的电荷和应力的积累在晶界给予主要贡献的导电性。在铁电体中观察到的晶界极化相关电导率为在电子器件中利用这些材料开辟了新的途径。
2019-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
