Magnetization Reversal by Electric-Field Decoupling of Magnetic and Ferroelectric Domains Walls in Multiferroic-Based Heterostructures
我们证明了与反铁磁多铁性材料（LuMnO 3）接触的铁磁体的磁化强度可以通过电场脉冲快速反转，并且磁交换偏置的符号可以等温地切换和恢复。由于LuMnO3不是铁弹性的，我们的数据最终表明，这种开关是不介导的应变效应，而是一个独特的电场驱动的铁电和铁磁畴壁去耦。它们独特的动力学对于所观察到的磁开关是必不可少的。
2010-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric gating of the PL in MoSe2
我们展示了一个二维铁电异质结构与单层MoSe $_2$和CuInP $_2$ S $_6$（CIPS）。在异质结中，CIPS电极化的强度导致单层MoSe $_2$中c电子的调制.
2021-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Using ultrashort optical pulses to couple ferroelectric and ferromagnetic order in an oxide heterostructure
利用时间分辨二次谐波（SHG）技术研究铁电/铁磁氧化物异质结构，实现了超快时间尺度上电磁序耦合的全光检测和控制.我们利用飞秒光脉冲改变Ba $_{0.1}$ Sr $_{0.9}$ TiO $_{3}$（BSTO）/La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_{3}$（LCMO）异质结的自旋取向，并利用二次谐波选择性地探测铁电响应。在这种异质结构中，泵浦脉冲光激发LCMO中的非平衡准粒子，这些准粒子在几十皮秒的时间尺度上经历自旋晶格弛豫之前与声子快速相互作用。这减少了LCMO中的自旋-自旋相互作用，通过磁致伸缩对BSTO施加应力。然后，这通过压电效应在比从LCMO到BSTO的激光诱导热扩散快得多的时间尺度上修改FE极化。因此，我们已经证明了超快间接磁电效应介导的FE/FM异质结构通过弹性耦合，与时间尺度主要由自旋晶格弛豫FM层。
2015-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Crossover between bulk and interface photovoltaic mechanisms in ferroelectric vertical heterostructure
非反转对称晶体中的体光伏（BPVE）效应具有带隙以上的光电压和可开关的光电流等独特性质，在光电应用中具有巨大的潜力。由于铁电材料具有大的自发极化，因此是研究BPVE的理想平台。然而，由于体效应和界面效应之间的纠缠，确定实验观察到的光伏响应的起源往往是具有挑战性的，导致该领域的许多争论。这个问题在垂直异质结构中尤其明显，其中两种效应是可比的。在这里，我们报告了体积和界面主导的响应之间的交叉在垂直BiFeO3异质结构时，改变光子能量。我们发现，以及以上的带隙激发导致体光伏响应，但带边激发需要界面带弯曲分离的光生载流子。我们的发现不仅有助于澄清文献中相互矛盾的报道，而且为更深入地理解铁电光伏效应及其在各种器件中的应用奠定了基础。
2021-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Nonvolatile ferroelectric control of topological states in 2D heterostructures
量子自旋霍尔（QSH）绝缘体材料具有拓扑保护的边缘状态，可以大大减少耗散，并可用于下一代电子学。然而，拓扑边缘状态的非易失性控制仍然是一个挑战。基于第一性原理计算，通过反转铁电体α-In 2 Se 3的电极化的强度，在二维Bi（111）双层（BL）和α-In 2 Se 3构成的范德华（vdW）异质结构中发现了可开关的拓扑态。这种拓扑开关是由于α-In 2Se 3的两种相反的极化状态引起的不同的电荷转移。这种新的拓扑开关机制具有独特的优点，是全电以及非易失性。我们的发现为实现二维材料中拓扑态的铁电控制提供了一种前所未有的方法，这将在拓扑纳米电子学中具有巨大的应用潜力。
2020-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Limitations to Electrical Probing of Spontaneous Polarization in Ferroelectric-Dielectric Heterostructures
从材料科学的角度来看，准确估计铁电-电介质叠层中的铁电极化是重要的，并且它对于基于铁电的电子器件的发展也是至关重要的。本文通过理论推导和数值模拟，回顾了PUND技术在金属-铁电-介质-金属（MFDM）结构中的理论和应用。在MFDM结构中，PUND技术的结果可能在很大程度上不同于在叠层中实际切换的极化，这又不同于下面的铁电体的剩余极化。因此，主要的障碍，防止PUND测量提供一个很好的估计MFDM堆栈中的偏振开关进行了讨论。所涉及的物理量，并不总是在实验中访问的检查，提供了一个有用的洞察力的主要来源的错误的PUND技术，并澄清了微妙的相互作用之间的去极化场和电荷注入和捕获MFDM堆栈与薄介电层。
2022-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Finite size and intrinsic field effect on the polar-active properties of the ferroelectric-semiconductor heterostructures
本文用Landau-Ginzburg-Devonshire方法计算了含有铁电薄膜和初始铁电薄膜的铁电-半导体异质结构中的电场、极化和空间电荷的平衡分布。极化梯度和内在的表面能，界面偶极子和极化动力学上的自由电荷的作用进行了具体探讨。铁电-半导体界面的本征场效应导致表面能带弯曲，在半导体表面附近形成耗尽型空间电荷层。在局部极化反转（由扫描探针显微镜（SPM）探针的纳米尺寸尖端感应的不均匀电场引起）期间，界面层的厚度和电荷急剧变化，特别是屏蔽载流子的符号由极化方向决定。得到的解析解可以扩展到分析极化介导的电子输运。
2009-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Bulk Ferroelectric Heterostructures for High Temperature Lead-Free Piezoelectrics
研究提出利用阳离子扩散合成具有周期性成分波动的块体铁电异质结构（BFH），实现创纪录的824°C居里温度和115 pC N-1压电系数，为高温无铅压电应用提供新方案。
2025-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature antiferromagnetic CrSe monolayer with tunable metal-insulator transition in ferroelectric heterostructures
本研究通过进化算法与第一性原理计算发现室温稳定的二维反铁磁CrSe单层，并预测其与铁电Sc₂CO₂构成的范德华异质结存在电场可调的金属-绝缘体转变，为反铁磁自旋电子学器件提供新候选材料。
2023-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Multiferroics of TiO2/PbTiO3 Heterostructure Driven by Ferroelectric Polarization Discontinuity
当两种不同的氧化物材料结合在一起形成界面时，就会出现新的现象。例如，在LaAlO_3/SrTiO_3界面处，形成二维导电态以避免极性不连续，并且在该界面处发现磁性。在这项工作中，我们提出了一种新型的界面之间的两个非极性和非极性的氧化物，可以主机的导电状态与磁性，它是铁电极化不连续性，而不是极性不连续性，导致电荷转移，形成界面导电或磁性状态。作为一个具体的例子，我们用第一性原理计算研究了铁电钙钛矿氧化物PbTiO 3和非铁电极化氧化物TiO 2构成的异质结构。我们发现，电荷转移到界面层形成的界面导电状态与铁磁有序，可以持续到室温。特别是体铁电极化与界面铁磁性之间的强耦合代表了一种新型的磁电效应，为探索有趣的界面多铁性提供了理想的平台。这里的发现不仅对基础科学很重要，而且对纳米电子学和自旋电子学的有前途的应用也很重要。
2017-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Strong enhancement of direct magnetoelectric effect in strained ferroelectric-ferromagnetic thin-film heterostructures
本文用非线性热力学理论描述了铁电薄膜在铁磁衬底上加磁场时，由于极化变化而产生的直接磁电效应。它示出的ME响应强烈地依赖于膜的初始应变状态。的ME极化系数的异质结构，包括Terfenol-D基板和压缩应变锆钛酸铅（PZT）薄膜，稳定在平面外的极化状态，被发现是可比的散装PZT/Terfenol-D层压复合材料。同时，ME电压系数达到50 V/（cm Oe）的巨大值，这大大超过了所观察到的块状复合材料的最大静态ME系数。这一显着的特点是解释了一个有利的组合相当大的应变敏感性的极化和低的电容率在压缩应变PZT薄膜。该理论还预测，在不同的铁电相之间的应变诱导的转变的ME系数进一步急剧增加。
2009-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Quantum phase transition in ferroelectric-paraelectric heterostructures
铁电性和量子顺电性之间的相变通过非热调谐参数可以导致量子临界行为和相关的涌现现象。铁电量子临界系统，然而，罕见的，尽管丰富的铁电材料。在这里，我们从理论上表明，在铁电-顺电异质结构中，在量子温度（即，铁电性开始时的温度被量子涨落抑制）可以通过厚度比来调节。这反过来又可以影响有效铁电态和量子顺电态之间的量子相变，使用厚度比作为调谐参数。相关的量子临界区在铁电量子临界领域提供了意想不到的前景。
2022-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of Transverse Dielectric Response in Ferroelectric Dielectric Heterostructures
本文通过二阶原理模拟发现，包含极性涡旋结构的PbTiO$_{3}$/SrTiO$_{3}$超晶格在施加电场时会产生显著的横向介电响应，该响应可通过电场或外延应变调控甚至反转，为拓扑织构铁电系统中可重构纳米级介电响应的工程化开辟了新途径。
2025-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Fe/GeTe(111) heterostructures as an avenue towards 'ferroelectric Rashba semiconductors'-based spintronics
通过密度泛函理论和格林函数计算，结合X射线光电子能谱，我们研究了Fe/GeTe（111）的电子结构。我们揭示了该体系由于交换作用、电极化的强度和自旋轨道耦合的复杂相互作用而呈现出一些有趣的性质。尽管Fe和GeTe带之间的界面杂交相当强，导致后者的表面状态的完全抑制，体Rashba带几乎没有改变的铁磁覆盖层。这可能对在该界面处观察到的自旋相关现象产生深刻影响，例如自旋-电荷相互转换，这可能涉及体相而不是表面Rashba态。
2019-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature relaxor ferroelectricity and photovoltaic effects in SnTiOx/Si thin film heterostructures
研究了在p型（001）Si衬底上原子层沉积（ALD）40 nm厚SnTiO $_{x}$薄膜的铁电性和光伏效应。这些膜显示出良好饱和的、方形的和可重复的磁滞回线，在室温下剩余极化为1.5 $μ$ C/cm $^{2}$，如通过面外极化对电场（P-E）和场循环测量所检测到的。在白光照射下，自发极化增加，铁电性也随之增强。铁电性表现为弛豫特性，介电峰从约0.001向约0.001移动。T = 600 K，f = 1 MHz至约500 K，100 Hz。此外，我们的薄膜在从可见光到紫外光的宽光谱照射下表现出铁电光伏行为。实验和理论计算相结合，给出了SnTiO $_{x}$薄膜的光学带隙，其光学带隙位于白光光谱的可见光区。我们的研究为开发绿色铁电SnTiO $_{x}$薄膜开辟了一条道路，该薄膜与半导体工艺兼容，可用于各种铁电和介电应用。
2017-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Bulk Ferroelectric Heterostructures: Imprinted Actuators
本研究通过元素分区构建畴工程块体铁电异质结构，实现对畴切换的全面控制，获得创纪录的0.9%剪切应变，推动无铅压电器件发展。
2025-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Impact of misfit strain on the properties of tetragonal Pb(Zr,Ti)O3 thin film heterostructures
采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3（100）衬底上制备了PbZr 0. 2 Ti 0. 8 O 3和PbZr 0. 4 Ti 0. 6 O 3异质结薄膜。利用铁电双层结构所提供的附加界面，通过改变层的排列顺序，可以改变位错含量和畴结构。通过透射电子显微镜研究了所得的微观结构。宏观铁电测量表明位错的形成和a/c畴结构对铁电极化和介电常数有很大的影响。的热力学分析使用的LANDAU-GINZBURG-DEVONSHIRE的方法，考虑到两个铁电层的厚度和静电耦合的比率被用来描述的实验数据。
2008-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Control of both Magnetism and Polarization in a van der Waals Ferromagnet/Ferroelectric Heterostructure
基于第一性原理计算提出 Fe₃GaTe₂/In₂Se₃ 多铁异质结构，通过间隙 Fe 原子诱导的界面杂化显著增强垂直磁各向异性并调控极化。
2025-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Control of Large Rashba Effect in Oxide Heterostructures
对于自旋电子器件，非常需要通过外部电场有效地调谐的大Rashba效应。利用第一性原理计算，我们证明了在Bi（Sc/Y/La/Al/Ga/In）O3/PbTiO 3异质结构中，大的Rashba分裂被锁定在导带底，费米能级的位置通过其化学计量比被精确控制。在对称和非对称异质结构中分别实现了完全可逆的Rashba自旋织构和Rashba分裂强度随铁电极化反转的剧烈变化。通过人工调节局域铁电位移和轨道杂化，证实了局域电势梯度和轨道重叠对劈裂强度剧烈变化的协同作用。这些结果提高了在自旋电子器件中利用Rashba自旋轨道耦合的可行性。
2019-09-09 cond-mat.mtrl-sci
The structure of Ferroelectric BaBiO$_3$/BaTiO$_3$ Interfaces grown by Molecular Beam Epitaxy
本研究通过分子束外延生长BTO/BBO异质结构，发现其晶格结构随BBO厚度变化，并证实铁电性与电子态耦合，为调控BBO电子性质提供途径。
2024-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Time-resolved PhotoEmission Spectroscopy on a Metal/Ferroelectric Heterostructure
在薄膜铁电电容器中，电极/铁电界面的化学和电子结构在决定极化转换动力学方面起着至关重要的作用。利用时间分辨光电子能谱研究了Pt/BaTiO 3/SrTiO 3：Nb电容器的电子结构。利用芯能级光电发射的化学、电子和深度敏感性，研究了上电极/铁电体界面不同部位对电压脉冲诱导极化反转的瞬态响应。电子结构的线性响应同意定量与一个简单的RC电路模型。极化开关引起的非线性响应由电极和铁电体的特征芯能级的时间分辨响应来证明。RC电路模型的调整允许Pt/BTO界面电容的第一估计。实验表明，界面电容是至少100倍以上的BTO膜的体电容，在定性与理论预测从文献。
2013-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Light-induced giant and persistent changes in the converse magnetoelastic effects in Ni/BaTiO3 multiferroic heterostructure
人工多铁性异质结构中的磁弹性和磁电耦合促进了用于诸如磁场传感器和电写入磁-读存储器设备的设备应用的有价值的特征。在铁磁/铁电异质结构中，应变介导的耦合利用铁电相中的压电/电致伸缩和铁磁相中的磁致伸缩/压磁。这些组合效应的这种真实性可以通过外部扰动（诸如电场、温度或磁场）来操纵。在这里，我们证明了远程控制的可调谐性下的可见光，相干光和偏振光的这些效果。对畴相关的Ni/BaTiO 3异质结构的表面和体相结合的磁性研究表明，通过逆压电、磁弹性耦合和逆磁致伸缩的综合作用，该系统对光照具有很强的敏感性。在薄膜生长过程中，通过界面应变传递，铁电畴结构从四方铁电层完全转移到磁致伸缩层。利用可见光照射，通过光诱导铁电体中的畴壁运动，进而诱导铁磁层中的畴壁运动，来操纵原始铁磁微结构。我们的研究结果模拟了有吸引力的远程控制铁电随机存取存储器写入和磁性随机存取存储器读取应用场景，因此，可以被证明是室温器件应用的新视角。
2022-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Mapping the complex evolution of ferroelastic/ferroelectric domain patterns in epitaxially strained PbTiO3 heterostructures
该研究利用多种显微与衍射手段表征 PbTiO3/DyScO3 异质结构，揭示各向异性应变导致的不对称畴排列及其随膜厚由通量闭合相向 a/c 相和超畴的演化，并发现其偏离 Kittel 定律。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Layer-Selective Non-Reciprocal Electric-Field Switching of Magnetism in van der Waals Heterostructure Multiferroics
本研究构建CrI3/α-In2Se3范德华异质结构多铁材料，实现层选择性非互易电场调控磁性，为多级存储和类脑计算提供新途径。
2023-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Creation of independently controllable and long lifetime polar skyrmion textures in ferroelectric-metallic heterostructures
本研究在PbTiO3铁电-金属异质结构中实现了极性斯格明子纹理的拓扑相变，成功通过扫描探针独立控制多种类斯格明子纹理，并发现多重π-扭曲靶斯格明子等具有超两周的拓扑增强稳定性。
2024-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric switching of quantum anomalous Hall effects in MnBi2Te4 films
研究通过铁电开关调控量子反常霍尔效应，揭示了拓扑相变与能带顺序变化的关系，为可重构量子器件发展提供新思路。
2025-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Colossal electroresistance in metal/ferroelectric/semiconductor tunnel diodes for resistive switching memories
我们提出了一种隧穿异质结构，通过用重杂质半导体代替金属/铁电/金属铁电隧道结中的一个金属电极。在这种金属/铁电/半导体隧道二极管中，由于铁电场效应，隧道势垒的高度和宽度都可以被电调制，从而导致巨大的隧道电阻。这一想法在Pt/BaTiO 3/Nb：SrTiO 3异质结构中实现，其中在室温下可以容易地实现高于10 $^4$的导通/截止电导比。在这些铁电隧道二极管中观察到的巨大的隧穿电阻、可靠的开关再现性和长时间的数据保持表明它们在非破坏性读出非易失性存储器中具有巨大的潜力。
2012-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic model for the ferroelectric field effect in oxide heterostructures
为了研究含铁电组分的氧化物异质结构，引入了一个描述铁电场效应的微观模型哈密顿量。长程库仑相互作用被纳入作为一个静电势，解决自洽连同电荷分布。一个通用的双交换系统被用作导电沟道，外延连接到铁电栅极。所观察到的铁电屏蔽效应，即界面附近的电荷积累/耗尽，示出驱动界面相变，引起强大的磁电响应和双极电阻开关，定性与以前的密度泛函理论计算。该模型可以很容易地适应其他材料通过修改的导电通道的哈密顿量，它是有用的模拟铁电场效应器件，特别是那些涉及强相关的电子元件从头算技术是很难应用。
2011-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectricity in Polar ScAlN/GaN Epitaxial Semiconductor Heterostructures
采用分子束外延技术在单晶GAN衬底上生长了晶格匹配度为18%ScAlN/GAN异质结构，并观察到了室温铁电性。外延膜具有光滑的表面形貌和高结晶度。脉冲电流-电压测量证实了在几种测量条件下以及在多个样品中这种铁电/半导体结构中的稳定且可重复的极化切换。在室温下测得的矫顽场值为Ec~0.7 MV/cm，对于~100 nm厚的ScAlN层，剩余极化Pr~10 μC/cm 2。这些值基本上低于通过溅射沉积的可比较的ScAlN控制层。重要的是，MBE ScAlN的矫顽场小于GAN的临界击穿场，为低电压铁电开关提供了潜力。GAN上ScAlN的低矫顽场铁电性预示着具有外延集成铁电/半导体异质结构的新形式的电子和光子器件的可能性，该异质结构利用GAN电子和光子半导体平台，其中底层半导体本身表现出自发和压电极化。
2021-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ferroelectric valley valves with graphene/MoTe$_2$ van der Waals heterostructures
铁电范德华异质结构提供了一个天然的平台，设计各种电控设备。在这项工作中，我们证明了AB双层石墨烯封装在MoTe $_2$作为一个谷阀，显示一个可切换的内置拓扑间隙，导致铁电驱动的拓扑通道。使用从头计算和低能量模型的组合，我们表明，铁电秩序的MoTe $_2$允许控制的间隙开放的双层石墨烯，并导致不同的铁电畴之间的拓扑通道。此外，我们分析了MoTe $_2$和石墨烯层之间的莫尔调制在拓扑模式中的效果，证明了边缘状态对铁电感应电势的莫尔调制是鲁棒的。我们的研究结果提出了铁电/石墨烯异质结构作为多功能平台，以设计可切换的内置拓扑通道，而无需外部电偏压。
2023-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Resonant absorption and linear photovoltaic effect in ferroelectric moiré heterostructures
Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高级研究中心）；Kotelnikov Institute of Radio-engineering and Electronics of the RAS（俄罗斯科学院科特利尼科夫无线电工程与电子研究所）；HSE University（国立高等经济学院）；Institute of Physics of DFRS of the RAS（俄罗斯科学院达吉斯坦共和国科学中心物理研究所）
研究发现铁电莫尔异质结构中通过范霍夫奇点形成产生共振吸收与线性光伏效应，其中光伏效应由虚拟光学跃迁引发。
2026-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Control of Interlayer Excitons in 3R-MoS$_{2}$ / MoSe$_{2}$ Heterostructures
University of Rostock（罗斯托克大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）；NIMS（日本材料研究所）
通过铁电域调控，研究揭示了3R-MoS₂/MoSe₂异质结构中层间激子能量的可调性，为铁电光电子器件发展提供新途径。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Control of Magnetism and Transport in Oxide Heterostructures
磁性和传输是现代电子设备中的两个关键功能成分。在氧化物异质结构中，铁电性可以提供一种新的途径来控制这两个属性通过电操作，这是科学上有趣的和技术上重要的。本文简要介绍了这一快速发展的研究领域的最新进展。将涉及几个分主题。首先介绍了界面磁性的铁电极化调谐，包括磁化强度、易磁化轴、磁相以及交换偏压的调谐。其次，铁电极化的横向和隧道传输调谐将进行审查。
2014-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric-field control of the perpendicular magnetization switching in ferroelectric/ferrimagnet heterostructures
本研究通过操纵PZT/CoGd异质结构中电场驱动的极化，利用界面氧离子迁移调制Co/Gd亚晶格相对磁化，实现了亚铁磁体垂直净磁化的非易失性翻转，为低功耗自旋电子器件提供了新方法。
2024-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Thermal treatment effects on PMN-0.4PT/Fe multiferroic heterostructures
本研究通过在居里温度以上热退火并冷却PMN-0.4PT/Fe异质结构，发现中间退火步骤可将铁电畴群体冻结在亚稳态构型中，从而改变界面应变并影响Fe薄膜的磁性能各向异性。
2024-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Efficient thermal energy harvesting using nanoscale magnetoelectric heterostructures
具有铁电工作物质的热机械循环将热量转换成电能。如这里所示，磁电耦合铁电/铁磁复合材料（也称为多铁性）增加了新的功能，并允许在室温下通过利用热电效应进行有效的热能收集。借助于磁电耦合，外部电场和磁场可以操纵这些热机的操作。我们的理论预测是基于Landau-Khalatnikov-Tani方法（与Ginzburg-Landau-Devonshire势）的组合来模拟铁电动力学耦合到磁动力学。后者是通过电极化相关的Landau-Lifshitz-Gilbert方程处理的。执行一个适应奥尔森循环，我们表明，多铁性工作物质是潜在的更优于单一的铁电体，就利用热释电效应的热能收获而言。我们的建议不仅对低能耗设备，而且对冷却技术都有希望。
2016-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable Gilbert damping in van der Waals heterostructures of two-dimensional ferromagnetic metals and ferroelectrics
该研究利用第一性原理计算揭示 CrTe2/In2Te3 范德华异质结中铁电极化反转可切换磁易轴并调控 Gilbert 阻尼。
2023-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Photo-induced stabilization and enhancement of the ferroelectric polarization in Ba$_{0.1}$Sr$_{0.9}$TiO$_{3}$/La$_{0.7}$Ca(Sr)$_{0.3}$MnO$_{3}$ thin film heterostructures
凝聚态物理的一个新兴领域是利用多层异质结构来增强复合氧化物的铁电性。在这里，我们表明，光泵浦载流子跨越铁电（FE）绝缘体和铁磁金属薄膜之间的界面可以显着提高FE极化。光诱导的FE状态在低温下保持稳定超过一天。这通过光激发载流子屏蔽内部电场而发生，导致更大、更稳定的偏振态，其可适用于诸如数据和能量存储的领域中的应用。
2012-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multilevel recording in Bi-deficient Pt/BFO/SRO heterostructures based on ferroelectric resistive switching targeting high-density information storage in nonvolatile memories
我们证明了在Pt/Bi（1-d）FeO 3/SrRuO 3电容器中利用Pt/Bi（1-d）FeO 3界面所表现出的铁电阻变现象进行多级记录的可行性。一个可调的人口向上和向下铁电畴能够调制肖特基势垒的高度在Pt/Bi（1-d）的FeO 3界面可以实现通过收集的SET/SET电压或电流的顺应性。这种编程方案产生了定义良好的电阻状态，其形成了多级存储非易失性存储器的基础。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric control of magnetic skyrmions in two-dimensional van der Waals heterostructures
磁性Skyrmions是一种手性纳米自旋织构，通常由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction）引起。最近，在二维（2D）范德华（vdW）铁磁材料（例如Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$）中已经观察到磁skyrmion。Skyrmions的电控制对于它们在低功耗存储技术中的潜在应用是重要的。在这里，我们预测，在Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$单层的铁电体和磁性skyrmions可以通过相邻的2D vdW铁电体在$_{2}$ Se $_{3}$的铁电极化控制。基于密度泛函理论和原子自旋动力学模型，我们发现Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$ /In $_{2}$ Se $_{3}$ vdW异质结中界面对称性破缺产生了相当大的缺陷.我们证明了铁电极化反转可以控制自旋的大小，从而导致Skyrmion的产生和湮灭。此外，我们还发现在In $_{2}$ Se $_{3}$ /Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$ /In $_{2}$ Se $_{3}$异质结构中，随着铁电开关反转Skyrmion手征而改变.预测的电控skyrmion形成可能是有趣的自旋电…
2022-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On-demand quantum spin Hall insulators controlled by two-dimensional ferroelectricity
二维原子晶体中铁电有序和拓扑有序的共存使得量子自旋霍尔态具有非易失性和可切换性。在这里，我们提供了一个一般的设计原则，二维双层异质结构，可以主机铁电性和非平凡的能带拓扑结构，同时使用拓扑平凡的积木。由跨异质结构的面外极化产生的内置电场使得能够鲁棒地控制带隙尺寸和带反转强度，这可以用于操纵拓扑相变。利用第一性原理计算，我们证明了一系列双层异质结构是二维铁电拓扑绝缘体（2DFETIs），其特征在于带拓扑和极化状态之间的直接耦合。我们提出了几种基于二维场效应晶体管的量子电子学，包括畴壁量子线路和拓扑忆阻器。
2021-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Semimetals with $α$-Bi/SnSe van der Waals heterostructures and its Topological Currents
本文通过第一性原理和ARPES证明α-Bi/SnSe范德华异质结构利用邻近效应实现自旋-铁电性锁定，并展现出铁电可切换的非线性反常霍尔效应及巨大自旋-电荷转换效率。
2023-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of elastically pinned magnetic domain walls on magnetization reversal in multiferroic heterostructures
在展现铁电与铁磁子系统之间的全畴相关性的弹性耦合多铁性异质结构中，磁畴壁牢固地钉扎在铁电畴边界的顶部上。在这项工作中，我们研究的影响钉扎磁畴墙的磁化反转过程中的Co40Fe40B20楔膜耦合到铁电BaTiO 3衬底通过界面应变转移。我们表明，磁场方向可以用来选择两种不同的磁化反转机制，即（1）双切换事件涉及交替条纹域在同一时间或（2）同步切换的所有域。此外，还发现开关场随畴宽和膜厚的变化依赖于场的取向。这些结果被解释为考虑不同的能量的两种类型的钉扎磁畴壁中形成的系统。
2015-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Intriguing Magnetoelectric Effect in Two-dimensional Ferromagnetic/Perovskite Oxide Ferroelectric Heterostructure
二维磁体在自旋电子学中有着广阔的应用前景，但如何在小电场下对其进行有效控制仍是一个难题。在这里，我们提出，二维磁体可以有效地控制在由二维磁性材料和钙钛矿氧化物铁电体（POF）组成的多铁性异质结构中，其电介质的极化在小电场下容易翻转。我们用第一性原理计算说明了这种方法在CrI 3/BiFeO 3（001）双层异质结中的可行性。与传统的POF多铁性异质结构具有较强的界面相互作用不同，我们发现CrI 3与BiFeO 3（001）之间的界面相互作用是范德华型的。然而，异质结构具有特别强的磁电耦合，其中双层CrI 3可以通过BiFeO 3（001）的极化状态在铁磁和反铁磁类型之间有效地切换。我们还发现电子掺杂和外加电场对CrI 3的层间交换耦合相互作用的竞争效应，这是导致磁性相变的原因。我们的研究结果提供了一个新的途径，二维磁铁与小电场的调谐。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Properties of the low-frequency phonon spectra of ferroelectric barium titanate-based heterostructures
在80-700 K的宽温范围内研究了外延Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3薄膜、双色BaTiO_3/Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3超晶格和三色BaTiO_3/Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3/SrTiO_3超晶格的偏振拉曼光谱。基于极性模的温度依赖性，我们确定了所研究的异质结构的相变温度。在亚太赫兹频率范围的Y（XZ）Y光谱中，我们发现双色BaTiO 3/Ba0.5Sr0.5TiO3超晶格中存在Debye型中心峰和软模。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Electronic-Ionic Ferroelectricity in Superlubric van der Waals Heterostructures
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）；Beijing Normal University（北京师范大学）
研究通过插入非公度间隔层降低滑动铁电体开关势垒的超润滑滑动铁电体，发现极化由层间滑动与间隔层面外屈曲耦合驱动，产生混合电子-离子极化，并呈现多种铁电滞后行为。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependent anisotropic Gilbert damping in heterostructures of ferromagnets and two-dimensional ferroelectric bismuth monolayer
本文利用第一性原理计算研究了 Bi/Fe 异质结，发现界面自旋轨道耦合显著增强了 Gilbert 阻尼，并揭示了由界面与 Fe 本征 SOC 竞争导致的非单调厚度依赖性各向异性 Gilbert 阻尼机制。
2024-09-25 cond-mat.mtrl-sci
High-Performance Nonvolatile Spin FETs from 2D Metallic Ferromagnetic and Ferroelectric Multiferroic Heterostructure
本研究提出利用界面效应调控本征金属二维磁性材料的电子结构，基于CrPS3/Sc2CO2异质结设计的非易失性自旋场效应晶体管实现了超高开关电流比与接近100%的自旋极化电流，为高性能自旋电子器件开发提供新路径。
2025-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric brightening of spin forbidden dark excitons in a WSe2/hybrid perovskite heterostructure
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Agency for Science Technology and Research（科学技术研究局）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
利用铁电近邻效应在零磁场下打破WSe2的面内旋转对称性，使自旋禁阻暗激子变亮，并通过扭转角控制铁电耦合强度和谷对比偏振。
2026-06-04 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Investigation of biferroic properties in La0.6Sr0.4MnO3/0.7 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 0.3 PbTiO3 epitaxial bilayered heterostructures
采用脉冲激光烧蚀技术在LaNiO 3涂层LaAlO 3（100）单晶衬底上制备了由不同厚度的La0.6Sr0.4MnO3（LSMO）和0.7Pb（Mg 1/3 Nb 2/3）O30.3PbTiO3（PMN-PT）组成的双层外延薄膜。这些异质结构的铁电和铁磁特性证实了它们的双铁性。由于晶格应变的影响，双层异质结构的磁化强度和铁电极化强度随着PMN-PT层厚度的增加而增强。这些异质结构的介电性能研究在很宽的温度范围内，在不同的磁场强度建议的弹性应变介导的磁电耦合背后所观察到的磁介电效应的影响，除了在施加的磁场下的界面载流子的重排。
2009-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity-Driven Metallicity and Magnetic Skyrmions in van der Waals Cr2Ge2Te6/Hf2Ge2Te6 Multiferroic Heterostructure
本文通过第一性原理计算与微磁模拟，揭示了在Cr2Ge2Te6/Hf2Ge2Te6多铁异质结构中，通过铁电极化操控可非易失性地调控金属性与拓扑自旋织构，实现斯格明子的产生与湮灭，为下一代自旋电子器件提供了新思路。
2024-10-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Giant direct magnetoelectric effect in strained multiferroic heterostructures
采用基于第一性原理的计算方法，研究了铁电薄膜中铁磁衬底诱导的晶格应变引起的直接磁电效应。为此，计算了Pb（Zr0.52Ti0.48）O3薄膜在不同退极化场下的铁电极化应变灵敏度和薄膜介电常数随面内双轴应变的变化关系.据发现，ME电压系数与此应变的非单调变化，并可能达到巨大的值超过100 Vcm-1 Oe-1的应变范围内，可以通过控制的电边界条件。
2012-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric switching of interfacial dipoles in $α$-RuCl$_3$/graphene heterostructure
Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)（大邱庆北科学技术院）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究通过石墨烯/超薄hBN/α-RuCl₃异质结构实现了电可切换的铁电偶极子，揭示了界面电荷转移驱动的非易失偶极子开关机制。
2026-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optically rewritable memory in a graphene/ferroelectric-photovoltaic heterostructure
实现逻辑元件的光学操作，特别是那些涉及2D层的逻辑元件，可以打开长期寻求的光学计算时代。然而，包括记忆效应的2D材料的电子性质的有效光调制目前缺失。在这里，我们报告了一个完全光学控制的石墨烯的导电性与写入/擦除选项，但在超低的光通量。铁电光伏衬底中的光致电荷产生与随后的弛豫过程之间的竞争提供了影响2D覆盖层掺杂的选择性光生载流子捕获控制。这些发现为全光调制器和各种全光逻辑电路、存储器和场效应晶体管的2D器件的光子控制开辟了道路。
2021-03-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
