Pressure-induced enhancement of non-polar to polar transition temperature in metallic LiOsO$_3$
LiOsO $_3$在$T_s=140$ ~K处经历了从中心对称的$R\bar{3}c$结构到极性$R3c$结构的连续转变。结合输运测量和第一性原理计算，我们发现$T_s$随压力的增加而增强，在$\sim$ 6.5 GPa时达到$\sim$ 250 K。这种增强是由于LiOsO $_3$的极性$R3c$结构具有比中心对称$R\bar{3}c$结构更小的体积。压力通常有利于具有最小体积的结构，因此进一步稳定极性$R3c$结构超过$R\bar{3}c$结构，导致$T_s$的增加。
2018-06-06 cond-mat.mtrl-sci
`Ferroelectric' Metals Reexamined: Fundamental Mechanisms and Design Considerations for New Materials
最近在金属LiOsO $_3$中观察到的类铁电结构转变引起了人们对极性金属性质的兴趣。这种材料被认为是罕见的，因为自由电子屏蔽了长程静电力，而长程静电力有利于每个单元格中具有偶极矩的极性结构。在这项工作中，我们的问题是否长期的静电力始终是最重要的成分，在驱动极性失真。我们使用晶体化学模型，结合第一性原理密度泛函理论计算，探讨了LiOsO $_3$和绝缘和电子掺杂的ATIO $_3$钙钛矿（A = Ba，Sr，Ca）的反转对称性破缺机制.虽然静电力在驱动BaTiO $_3$的极性不稳定性（其在电子掺杂下被抑制）中确实起重要作用，但CaTiO $_3$和LiOsO $_3$的极性相通过由局部键合偏好驱动的机制出现，并且该机制对载流子的存在具有“抗性”。因此，我们的研究结果表明，金属丰度和极性扭曲之间没有根本的不相容性。我们使用从我们的计算中获得的见解，建议新的极性金属的设计原则和有前途的进一步研究的途径。
2015-11-24 cond-mat.mtrl-sci
The origin of hyperferroelectricity in Li$B$O$_3$ ($B$=V, Nb, Ta, Os)
用第一性原理方法研究了Li $B$ O $_3$（$B$ =V，Nb，Ta，Os）的电子和结构性质.我们发现Li $B$ O $_3$属于最近提出的超铁电体，即，它们都具有不稳定的纵向光学声子模。特别地，在金属LiOsO $_3$中的类铁电不稳定性，其光学介电常数达到无穷大，是超铁电体的极限情况。通过一个有效的哈密顿量，我们进一步表明，与正常的固有铁电性，铁电不稳定性通常来自于长程库仑相互作用，超铁电不稳定性是由于结构不稳定性驱动的短程相互作用。这可能发生在具有大离子尺寸失配的系统中，因此为寻找新的超铁电体提供了有用的指导。
2015-10-23 cond-mat.mtrl-sci
A ferroelectric-like structural transition in a metal
金属不能表现出铁电性，因为静态的内部电场被传导电子屏蔽，但在1965年，安德森和布朗特预测了铁电金属的可能性，其中在金属状态下发生类似铁电性的结构转变。到目前为止，还没有发现这种材料的明确例子。在这里，我们报告的中心对称（R-3C）的非中心对称（R3 C）过渡金属LiOsO 3的结构等效于铌酸锂的铁电转变。转变涉及在冷却到140 K以下时Li+离子的平均位置的连续移位。它的发现实现了安德森和布朗特所描述的场景，并建立了一类新的材料，其性质可能不同于普通金属。
2015-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectric thin film properties with account of metallic electrodes and depolarization field influence
在唯象Ginzburg-Landau理论的框架内，考虑了金属电极对铁电薄膜性质的影响。在自由能的泛函中考虑了不同载流子屏蔽长度的金属电极对自由能的贡献。传统的金属电极上的去极化场和膜的性能的影响被证明是实际上相同的，为双氢呋喃酮。
2004-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional metallic ferroelectricity in PbTe monolayer by electrostatic doping
极性金属的铁电畸变和金属性同时并存的特点引起了人们的极大关注。在低维度下开发这样的材料仍然具有挑战性，因为传导电子和减小的维度都应该淬灭铁电性。在这里，基于第一性原理计算，我们报告的铁电行为的发现，在二维（2D）金属材料与静电掺杂，即使铁电性是非常规的原子尺度。我们发现PbTe单层膜是一种本征铁电体，其非中心对称的屈曲结构导致了明显的面外电极化的强度。在铁电单层中掺杂载流子可以保持铁电畸变，从而使掺杂的PbTe单层能够充当2D极性金属。从参数化的能量空间中提取有效哈密顿量，我们发现弹性-极性模相互作用对掺杂系统中存在鲁棒极性不稳定性具有重要意义.这种掺杂策略的应用并不局限于本晶体，而是相当普遍地应用于其他二维铁电体，以带来迷人的金属铁电性能。这一发现改变了人们对二维材料的传统认识，将有助于低维多功能材料的发展。
2020-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Electric field induced metallic behavior in thin crystals of ferroelectric α-In2Se3
制备了铁电半导体场效应晶体管（FeSmFET），它采用铁电半导体α-In 2Se 3晶体作为沟道材料，而不是传统铁电FET（FeFET）中的栅介质，并从室温到液氦温度进行了测量。这些FeSmFET被发现产生的电极化和电场诱导的金属态在α-In 2 Se 3的重取向的证据。我们的研究结果表明，FeSmFET可以作为一个平台，铁电金属的基础研究，以及在同一设备中的数据存储和逻辑操作的集成的探索。
2020-08-11 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
Ferroelectric metals in van der Waals bilayers
提出一种基于范德华相互作用、由非极性金属单层构建二维铁电金属的通用方案，并通过FeSe和H-MnTe2的第一性原理计算验证层间滑动极化反转及多铁性。
2024-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric switched all-metallic-oxide $p$-$n$ junctions
我们首次报道了金属$p$ - $n$结的形成，铁电（Ba，Sr）TiO $_3$（BST）开关最佳电子掺杂（$n$型）金属T '相超导体，（La，Ce）$_2$ CuO $_4$（LCCO）和空穴掺杂（$p$型）金属CMR锰氧化物（La，Sr）MnO $_3$（LSMO）结.与之前的半导体$p$ - $n$相比，（$p$ - $n$）结，本发明的金属氧化物$p$ -$n$结通过双势垒场、内置场$V_0$和铁电反向极化场$V_{rp}$来切换，两者共同作用，使结具有确定的参数，如确定的可忽略的反向电流（$10^{-9}$ A），大击穿电压在偏置电压1.2 ~ 2.0 V，温度5 ~ 300 K范围内，采用了正激整流（$>2\times10^4$）和负激整流（$>$ 7 V）。相关的输运功能，势垒尺寸效应，温度效应也被观察和定义。
2006-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical control of orbital occupations via a ferroelectric-induced polar state in metallic manganites
在过渡金属阳离子上轨道简并性的破坏以及由此产生的这些轨道的不平等电子占据提供了对金属氧化物中的电子密度和自旋有序的有力杠杆。在这里，我们展示了如何通过切换铁电极化来动态调制铁电/锰氧化物界面处的Mn原子上的轨道布居。轨道占有率的变化可达10%，大大超过了块状锰氧化物的轨道占有率。这种可翻转的轨道分裂在很大程度上是由铁电极性位移到界面区域的传播控制的，这是一种在本体中不存在的结构图案，并且是界面所特有的。我们使用{ \it ab initio}理论，外延薄膜生长，和扫描透射电子显微镜来验证预测的界面极性状态和伴随的轨道分裂。
2014-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Breaking the mutual exclusivity between metallicity and ferroelectricity in a non-polar covalent semiconductor via orbital selective doping
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；Center for High Pressure Science, State Key Laboratory of Metastable Materials Science and Technology, Yanshan University（燕山大学亚稳材料科学与技术与国家重点实验室高压科学中心）；Beijing Lattice Semiconductor Co., Ltd.（北京晶格半导体有限公司）；Center for Nanochemistry, Beijing Science and Engineering Center for Nanocarbons, Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University（北京大学化学与分子工程学院纳米化学中心北京纳米碳科学与工程中心分子科学国家实验室）；Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research（先进高压力科学与技术研究中心）；Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences（中国科学院电气技术研究所）；PowerEpi Semiconductor Co., Ltd.（动力外延半导体有限公司）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
研究通过轨道选择性掺杂打破金属性与铁电性的互斥，在重氮掺杂的立方碳化硅中实现二者共存，开发出满足低功耗、高速要求的高性能铁电器件
2026-08-20 cond-mat.mtrl-sci
High pressure ferroelectric-like semi-metallic state in $Eu-$doped $BaTiO_3$
本研究通过多种高压测量手段发现，$Eu-$掺杂$BaTiO_3$在1.4 GPa以上发生结构相变，伴随载流子离域与微观铁电有序局域团簇共存，在极端量子极限下呈现出类铁电半金属态。
2023-04-02 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
Quasi-one-dimensional metallic conduction channels in exotic ferroelectric topological defects
铁电拓扑对象（例如，涡旋，skyrmions）提供了一个肥沃的土壤，探索新兴的物理特性，可能会被利用在未来的可配置的纳米电子器件。在这里，我们展示了准一维金属高导电通道沿两种类型的外来拓扑缺陷，即拓扑核心（i）一个象限的涡旋域结构和（ii）一个中心域（类似的）结构限制在高品质的BiFeO 3纳米岛阵列，简称为涡旋核心和中心核心。我们通过相场模拟揭示了沿中心核的超细（< 3 nm）金属导电通道是由限制在核中的屏蔽载流子引起的，而涡核的高电导是由场诱导的扭曲态引起的。通过电场操纵两种拓扑状态，这些导电通道可以被重复地和可逆地创建和删除，导致开/关比高于103的表观电阻效应。这些结果开辟了利用这些功能的一维拓扑对象在高密度纳米电子器件，如高密度非易失性存储器的可能性。
2020-06-09 cond-mat.mtrl-sci
The New Nitrides: Layered, Ferroelectric, Magnetic, Metallic and Superconducting Nitrides to Boost the GaN Photonics and Electronics Eco-System
氮化物半导体材料GAN、AlN和InN及其合金和异质结构在过去30年中得到了广泛的研究，导致了几种技术上成功的光子和电子器件。就在过去的几年里，出现了许多新的氮化物材料，具有令人兴奋的光子，电子和磁性。一些例子是2D和层状hBN和III-V金刚石类似物cBN，过渡金属氮化物ScN，YN及其合金（例如铁电ScAlN），压磁GaMnN，亚铁磁Mn 4 N和外延超导体/半导体NbN/GAN异质结。本文综述了这些新的氮化物材料的迷人和新兴的物理和科学。它还讨论了它们在未来几代器件中的潜在应用，这些器件利用了基于氮化物半导体已经创建的晶体管，发光二极管和激光器的光子和电子器件生态系统。
2019-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic-like closure domains in ferroelectric ultrathin films
本文从第一性原理出发，模拟了短路条件下两金属SrRuO $_3$电极间的BaTiO $_3$单胞电容器中铁电畴的能量、结构和电子性质。畴稳定下来，两个单位电池，采用封闭的域的形式，常见的铁磁体，但最近才在铁电薄膜的实验检测。通过电极的第一SrO层中的原子的面内弛豫，畴被闭合，其表现得比在金属SrRuO $_3$中更像在高度可极化SrTiO $_3$中的SrO。即使很小，这些横向位移是必不可少的稳定域，并可能提供一些线索，以解释为什么有些系统打破域，而其他人仍然在一个单域配置。静电势的分析揭示了铁电电极界面处的带电缺陷的钉扎的优先点，可能在膜疲劳中起主要作用。
2007-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Orbital ordering induced ferroelectricity in SrCrO3
采用密度泛函理论计算了SrTiO_3衬底上SrVO_3（d_1）和SrCrO_3（d_2）的多铁性。虽然两者都是金属的散装限制，他们被发现是绝缘的结果，轨道有序驱动的晶格畸变在100度极限。虽然SrVO 3中的畸变具有一阶Jahn-Teller起源，但SrCrO 3中的畸变本质上是铁电的。这种铁电性（FE）的途径导致与常规铁电体相当的极化。
2013-08-07 cond-mat.mtrl-sci
An Inelastic X-Ray investigation of the Ferroelectric Transition in SnTe
我们报道了金属SnTe中最低能量的横光学声子在$T_C=75 \text{~K}$处的结构转变处软化到接近零能量，并且重要地表明，低于$T_C$的该模式的能量随着温度的降低而增加。由于模式是极性位移，这明确地证明了SnTe经历低于$T_C$的铁电位移。大晶体中的浓度梯度和不完美的化学计量可以解释为什么这在以前的非弹性中子散射研究中没有看到。尽管SnTe是金属的，我们发现铁电转变与铁电绝缘体中的铁电转变相似，不受传导电子的存在的影响：我们发现（i）极性模的阻尼主要由与声学声子的耦合而不是电子-声子耦合所控制（ii）跃迁几乎是一个理想的连续跃迁（iii）与密度泛函计算的比较确定了偶极-偶极筛选来理解这种行为。
2017-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Reversible modulation of orbital occupations via an interface-induced state in metallic manganites
过渡金属阳离子轨道简并性的破坏和由此产生的这些轨道的不平等电子占据提供了一个强有力的杠杆在金属氧化物中的电子密度和自旋有序。在这里，我们使用从头计算表明，可逆地调制Mn原子上的轨道人口可以实现在铁电/锰氧化物界面上的纳米铁电极化的存在。轨道占据的变化可以高达10%，大大超过块状锰氧化物。这种可逆的轨道分裂在很大程度上是由铁电极性位移的传播到界面区域，在本体中不存在的结构图案和独特的接口控制。我们使用外延薄膜生长和扫描透射电子显微镜来验证这一关键的界面极性畸变，并讨论通过纳米铁电体的轨道极化的可逆控制的潜力。
2014-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Band alignment at metal/ferroelectric interfaces: insights and artifacts from first principles
基于第一性原理理论的最新进展，我们建立了一个金属/铁电界面能带偏移的一般模型。我们表明，根据极化的薄膜，可能会发生一种病态的制度，金属载流子填充的能带的绝缘体，使其金属。由于密度泛函理论最常见的近似值受到绝缘体基本带隙的系统性低估的影响，这种情况很可能是模拟的伪像。我们提供了一些严格的标准，连同广泛的实际例子，系统地确定这个问题的情况下，在计算的铁电系统的电子和结构特性。我们讨论我们的研究结果的背景下，早期的文献研究，在这项工作中所描述的问题往往被忽视。我们还讨论了正式的类比在LaAlO 3/SrTiO 3接口的极性补偿的物理，并建议有前途的途径，为今后的研究。
2011-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Rapid heat assisted polarization reversal in ferroelectric thin films
本研究提出利用同步纳秒激光瞬态加热金属电极来辅助铁电薄膜极化反转，并通过热方程建模解释激光相对电脉冲的时序效应。
2025-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Charge disproportionation driven polar magnetic metallic double-layered perovskite Sr$_3$Co$_2$O$_7$
本研究基于第一性原理计算，揭示了极性磁性金属Sr$_3$Co$_2$O$_7$中由Co离子电荷歧化及特定轨道反转配体场分裂共同驱动金属铁电性的机制，为实现极性磁性金属提供了新设计原则。
2025-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance in Metallic Ferroelectrics
近几年来，人们在金属中发现了具有类铁电位移的极性金属，比Anderson和Blount的预测晚了半个世纪。然而，在导电材料中，特别是具有磁响应的材料中，真正的电偶极开关铁电性还没有在实验上获得。本文报道了金属PbNb_（0.12）Ti_（0.88）O_3（PNTO）薄膜的铁电性和磁电阻（MR）共存现象。我们发现，PNTO薄膜的导电和磁响应是高度不对称的。在面内磁场下观察到高达50%的负MR;在平行于表面法线施加的磁场下，MR切换为正。这种独特的行为归因于运动电子引起的有效磁场，该磁场与电子自旋耦合，从而在金属PNTO中形成动态多铁性态。这些发现为多铁性金属开辟了一条道路，为多功能器件提供了巨大的潜力。
2019-06-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
2D ferroelectricity accompanying antiferro-orbital order in semi-metallic WTe$_2$
本研究利用基于密度泛函的多能量尺度对称性分析，揭示双层和三层 WTe2 的弱面外铁电性与强面内反铁轨道序共存，并解释其在 350 K 仍稳定的机制。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
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
Continuous theory of ferroelectric states in ultrathin films with real electrodes
根据连续介质理论，在具有真实金属电极（或电极附近的死层）的非常薄的铁电膜中，畴结构降低为铁电极化的正弦分布。这种正弦结构在20世纪80年代被认为是用于在电极附近具有死层的电容器中的准铁电相变。我们给出了一个评论这个理论和它的进一步发展的情况下，真正的金属电极。一般理论的目标是一致地解释实验数据在非常薄膜与真正的金属电极。这是说明最近的实验数据为5-30 nm的钛酸钡薄膜与SrRuO 3/SrTiO 3电极。实际金属电极的屏蔽长度很小（<1A），但它对铁电性能和相行为有着深刻的影响。这个一般理论也允许制定重要的开放问题，并显示其解决方案的路径。特别地，这是找到系统的参数的问题，其可以在期望的寿命内维持铁电存储器。
2008-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Metallic "Ferroelectricity" in the Pyrochlore Cd2Re2O7
Anderson和Blount在1965年从理论上讨论了一类被称为“铁电金属”的材料[Phys. Rev. Lett. 14，217（1965）]，但迄今为止还没有报道过此类的例子。在这里，我们提出了测量的弹性模量的Cd 2 Re 2 O 7通过200 K的相变。朗道分析的模量表明，过渡是一致的Cd2Re2O7被归类为“铁电金属”在较弱的意义上所描述的安德森和布朗特（损失的对称中心）。第一性原理计算的晶格不稳定性表明，占主导地位的晶格不稳定性对应于一个双重的Eu对称性的简并模式，和运动的O离子形成的O八面体占主导地位的过渡的能量。
2004-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Terahertz lattice and charge dynamics in ferroelectric semiconductor Sn$_x$Pb$_{1-x}$Te
铁电相变引起的对称性破缺往往会引发类铁电金属/半金属中出现Weyl费米子等拓扑电子态。因此，晶格变形和电子态之间的这种强耦合对于控制新颖的拓扑相是至关重要的。本文利用太赫兹时域光谱研究了具有多种拓扑相的铁电半导体SnxPb 1-xTe薄膜的太赫兹晶格和电荷动力学。随着温度的降低，横光学声子的共振频率出现明显的软化和上升。这种晶格动力学的温度异常直接表明了位移型铁电相变。所得的相图表明，铁电性的增强，由于压缩应变的薄膜相比，散装晶体。即使在金属状态下，软声子也会导致大的直流和太赫兹介电常数。此外，我们还发现软声子模的玻恩有效电荷在组成附近增强，表明与拓扑转变相关的带隙闭合。
2022-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity in strained Hf$_2$CF$_2$ monolayer
低维铁电体是一种极具应用价值的物理现象。在这里，从理论上研究了官能化的MXene Hf $_2$ CF $_2$单层，其在中等双轴压缩应变下表现出非极性到极性的转变。伴随着这种结构转变，发生金属-半导体转变。单侧氟层的面内位移导致偏振指向面外。这种铁电性是非常规的，类似于最近提出的层间滑动铁电性，但不完全相同。由于其特定的六瓣势能分布，可能的铁电开关路径和畴壁是不平凡的，这是通过金属顺电态介导的。在这个意义上，可以通过重塑铁电畴来操纵金属壁。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Induced Ferroelectric Topological Insulator
固体表面上不相容的性质的同时存在，往往为解决具有基本和实际重要性的问题提供了一个独特的机会。铁电有序和拓扑有序的共存就是这样一个例子。铁电体具有通过施加的电场可切换的自发宏观极化，通常是具有良好开发的宽带隙的半导体，只有少数例外。另一方面，时间反演对称的$Z_2$拓扑绝缘体（TI），其特征在于由本体的拓扑结构保护的稳健的金属表面状态，通常是窄隙半导体（$< 0.7$ eV），其允许由自旋-轨道相互作用诱导的带反转。铁电拓扑绝缘体（FETI）的结构与拓扑序的性质相互矛盾，至今仍是一个谜。在这里，我们报告的FET I可以实现在卤化物钙钛矿CsPbI $_3$应变。我们的第一性原理研究表明，一个非中心对称的铁电结构的CsPbI $_3$是积极的青睐下，在很宽的压力范围内，同时保持其拓扑秩序。所提出的场效应晶体管的特征在于可切换的极性表面与自旋动量锁定狄拉克锥，这使得电场控制的拓扑表面状态（TSS）和表面自旋电流。我们在一个可行的材料中的场效应晶体管的演示打开了大门，为未来的研究结合铁电和拓扑秩序，并提供了一个新的范例，在电子学，自旋电子学和量子信息的各种应用。
2015-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Strong-correlation effects in Born effective charges
玻恩有效电荷的大值通常被认为是绝缘体朝着铁电不稳定性的真正趋势的可靠指标。然而，这些量可能会受到强电子相关性和金属行为的很大影响，这并不是铁电材料的独有特性。在本文中，我们比较了一些典型的铁电体与磁性，非铁电化合物的玻恩有效电荷使用一种新的，自相互作用的自由的方法，提高了局部密度近似描述的电子性质。我们发现，强关联效应的列入系统地减少了玻恩有效电荷的大小和电子局域化长度。此外，我们给出了玻恩有效电荷的能带能量结构和轨道占领方面的解释，这可以用来作为一个指导原则，合理的值在一般情况下。
2003-03-16 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
Sliding Ferroelectric Metal with Ferrimagnetism
本研究提出基于反铁磁金属双层构建兼具亚铁磁性的二维滑动铁电金属的通用策略，可实现铁电极化、自旋分裂与净磁化的三重耦合开关，为低耗散自旋电子器件提供新平台。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Two-Dimensional Electron Gas at the Interfaces of Ferroelectric Potassium Tantalate Niobates
该研究在非晶LAO/铁电钽铌酸钾界面构建可调2DEG，实现低温下具有滞后与非易失电场调制的金属导电态。
2025-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional Topological Ferroelectric Metal with Giant Shift Current
研究发现PtBi2单层是二维拓扑铁电金属，具有垂直极化和显著的铁电体光伏效应，通过应变可进一步增强其性能。
2024-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum fluctuation of ferroelectric order in polar metals
本文提出载流子诱导量子涨落机制，通过极化子准粒子形成解释极性金属中铁电序在中等载流子密度下被抑制的现象，为设计量子增强的多功能铁电器件提供新思路。
2023-02-21 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Emergence of half-metallic ferromagnetism in transition metal substituted Na$_{0.5}$Bi$_{0.5}$TiO$_3$
本文通过第一性原理计算研究过渡金属取代NBT，预测其出现半金属铁磁性，并揭示Ni掺杂引发的磁矩、介电发散及显著磁光Kerr效应。
2023-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric tunnel junctions
我的研究致力于功能氧化物的电子性质。我的活动特别集中在铁电隧道结，其中铁电材料的介电层插入两个金属电极之间。在这些器件中，极化反转引起隧道电阻的大的修改，导致信息的非破坏性读出。在用扫描探针显微镜技术演示了这个概念之后，我一直在探索各种铁电材料（BaTiO 3，BiFeO 3和PVDF）的铁电隧道结的特性。我表明，这些设备具有有吸引力的应用程序作为非易失性二进制存储器的属性。此外，探索极化通常通过畴的成核和传播而反转的事实，我证明了与铁电畴的非均匀配置相关的结中的忆阻行为。这种铁电忆阻器可以用作神经形态架构中的人工突触。耦合到磁性电极，所得到的多铁性隧道结使得能够在铁电/电极界面处的磁性和相关的自旋极化电流的非易失性控制。除了在隧道器件方面的主要活动之外，我还探索了铁电性对磁序和功能氧化物性质的影响。
2020-11-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Phase competition and negative piezoelectricity in interlayer-sliding ferroelectric ZrI$_2$
层间滑动铁电性是近年来提出的一种非传统的在范德华多层膜中追求电极性的方法，在WTe $_2$双层膜中得到了实验证实，尽管它是金属的。最近，另一个范德瓦尔斯系统，即，$_2$双层被预测表现出具有面内和面外极化的层间滑动铁电性[Phys. Rev. \textbf{103}，165420（2021）]。本文研究了$_2$块体，它具有两个竞争相（$α$ \textit{vs} $β$），这两个相都是从共同的母体$s$ -相衍生而来的。$β$具有相当大的面外偏振（$0.39$ $μ$ C/cm $^2$），而其面内分量得到完全补偿.它们的近似能量提供了通过适度的静水压力和单轴应变来调谐基态相位的机会。此外，$β$ $_2$中的负纵向压电性主要由作为层间滑动铁电性的独特特征的ZrI $_2$层的增强偶极子贡献，这不同于许多具有负纵向压电性的其它层状铁电体如CuInP $_2$ S $_6$。
2021-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A ferroelectric quantum phase transition inside the superconducting dome of Sr$_{1-x}$Ca$_{x}$TiO$_{3-δ}$
SrTiO $_{3}$是一种量子顺电体，在除去极少量的氧原子后成为具有超导不稳定性的金属。它变成一个铁电体后，取代一小部分的锶原子与钙。这两个顺序可能是偶然的邻居或密切相关，如量子临界铁电性的图片。在这里，我们表明，在锶$_{1-x}$钙$_{x}$钛$_{3-δ}$（$0.002<x<0.009$，$δ<0.001$）的铁电秩序共存的稀金属和超导不稳定性在一个有限的窗口的掺杂。在临界载流子密度下，量子相变破坏了铁电有序，临界载流子密度与Ca含量成比例。我们检测到正常状态的散射和一个显着的修改超导圆顶附近的量子相变的好转。用钙取代的超导转变温度的提高证明了铁电邻近在该系统中超导性的早熟出现中所起的作用，限制了配对的可能的理论方案。
2017-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Memristive switching in the surface of a charge-density-wave topological semimetal
研究在拓扑半金属(TaSe4)2I的铁电表面态中实现忆阻开关，构建出开/关比达10^3的原型铁电忆阻器，并揭示铁电性与能带拓扑的耦合。
2024-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Uniaxial strain tuning of polar lattice vibrations in KTaO$_3$ and SrTiO$_3$
针对STO和KTO中接近铁电相变但关键问题存争议的现状，结合非弹性中子散射、拉曼光谱和从头算，研究应变诱导相变中软极性声子演化，揭示LST关系违背及金属态STO低临界应力相变，解决长期问题并为相关材料提供参考。
2025-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
