Anharmonic coupling between electrons and TO phonons in the vicinity of ferroelectric quantum critical point
我们探索了一种新的耦合机制的电子与横向光学（TO）声子分支的制度时，TO模式变得高度非谐，并驱动铁电相变。我们表明，这种非谐性，这导致了集体运动的离子，是能够耦合电子和晶格位移场。需要一种有效的相关电子-离子动力学方法来捕获由于接近量子临界点的这种集体行为而引起的局部电极化的强度的开始的影响。我们确定了一个中间的温度范围内出现的声子阻力可能会大大有助于在此制度的热电电导率。我们发现，在最佳条件下，这种额外的贡献可能大于迄今为止在基准材料PbTe中实现的值。在最后一部分中，我们使我们的结果在非谐电子晶格动力学的一般问题的重要性。
2019-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Size effects of pyroelectric coefficient and dielectric susceptibility in ferroelectric thin films
计算了铁电薄膜的高温系数、静态介电极化率分布及其与厚度的关系。并计算了上述量的温度依赖性。对于计算，我们使用朗道唯象理论，导致拉梅方程。这些方程的边界条件与不同的外推长度的表面上已经数值求解。铁电薄膜在厚度诱导铁电相变附近（即在$l\approx l_c$或$% T\approx T_{cl}$处）的热释电系数和静态介电常数的发散已被证明是铁电薄膜中最突出的尺寸效应。
2001-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Strongly coupled phase transition in ferroelectric/correlated electron oxide heterostructures
采用脉冲激光外延法在SrTiO 3衬底上制备了由Pb（Zr 0. 2 Ti 0. 8）O 3和相关电子氧化物（CEO）La 0. 8 Sr 0. 2 MnO 3组成的铁电/相关电子氧化物异质结构。空穴积累在C2 H2O CEO层的铁电层的异质结构，导致在绝缘体-金属过渡的实质上修改。特别是，我们的厚度依赖性的研究表明，在运输和磁性的急剧变化强烈耦合到载流子的铁电场效应，这是局限于界面附近的调制。因此，我们的研究结果提供了重要的证据，强铁电场效应的控制，可以实现在10纳米（10纳米）异质结构，产生至少100,000倍的电阻率变化。
2012-07-19 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
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
Nanoscale Electric Phenomena at Oxide Surfaces and Interfaces by Scanning Probe Microscopy
扫描探针显微镜用于研究和量化两类氧化物系统中的纳米级电学现象，即电活性晶界处的输运和铁电材料的表面行为。结合传统SPM的空间分辨率和常规电学测量的精度，发展了扫描阻抗显微镜（SEM）来研究界面的电容和局部C-V特性。SPM的SrTiO 3晶界结合变温阻抗谱和I-V测量允许找到和理论上证明电场抑制钛酸锶中的电活性界面附近的介电常数的影响。类似的方法被用来研究铁电性能和交流和直流输运行为在一些多晶氧化物。第二部分研究了局域电荷密度对铁电表面化学和物理性质的影响。用变温SPM法测定了吸附的动力学和热力学参数。压电响应力显微镜用于铁电表面上的畴图案的工程。铁电表面的局域光化学活性是一种新的制备金属纳米结构的工具。
2002-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microstructural, vibrational, dielectric and ferroelectric properties correlation in hot-pressed PbMg1/3Nb2/3O3 ceramics
微观结构、振动、铁电和介电性能的研究表明，在800 ~ 1200 oC的单轴热压（HP）过程中，PMN陶瓷出现了非化学计量的化学有序区（COR）和类弛豫介电特性。在800 ℃热压PMN中，（1/2 1/2 1/2）超晶格反射沿<111>晶<110>带轴的SAED谱图以及相应暗场图像中明亮纳米区域的存在表明，在煅烧过程中钙钛矿相一形成，COR就形成了，并且不受HP烧结温度的影响。Nb-O-Nb伸缩模的两个宽峰之间的分离和O-B-O弯曲模的红移表明极性纳米尺寸区域的增加。用核-壳模型解释了em的晶粒尺寸依赖性和Tm从278 K到263 K的漂移。极化开关和阻抗谱被观察到与晶粒尺寸分析一致。
2018-10-02 cond-mat.mtrl-sci
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
Strain-induced isosymmetric ferri-to-ferroelectric transition with large piezoelectricity
我们在$A$ -位有序的LaScO $_{3}$ /BiScO $_{3}$和LaInO $_{3}$ /BiInO $_{3}$超晶格中确定了铁电（FiE）和铁电（FE）态之间的一阶等对称转变。这种以前未报道的铁性转变是由阳离子位移的容易切换驱动的，而不改变整体极化方向或晶体学对称性。预测小于2%的外延应变足以横穿相边界，跨越相边界，我们捕获电极化的强度增加约5倍。以类似于具有准同型相界（MPB）的经典Pb基钙钛矿陶瓷的方式，我们预测在FiE-FE相界附近高达131 pC/N的大机电响应。我们建议这种过渡作为替代铁性过渡，以获得大的压电性，具有在良性化学和无化学无序的极端条件下操作的额外优势。
2013-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Complex impedance and Raman spectroscopy of Na$_{0.5}$(Bi$_{1-x}$Dy$_x$)$_{0.5}$TiO$_3$ ceramics
本工作研究了Na $_{0.5}$（Bi $_{1-x}$ Dy $_x$）$_{0.5}$ TiO $_3$（xDyNBT）陶瓷体系的结构细化、复阻抗谱和拉曼光谱。纯NBT、2DyNBT和5DyNBT化合物以菱形结构结晶，而15DyNBT组合物以正交Pnma结构结晶。我们报道了镝的添加影响相变温度以及介电损耗。在高温下的电输运进行了研究，使用CIS在很宽的频率范围内。所研究的样品显示出非德拜型过程，与纯NBT的短程弛豫和共存的局域和长程弛豫的2DyNBT和5DyNBT化合物的载流子。对于高浓度，15DyNBT，观察到短程弛豫。此外，使用砖层模型，我们讨论了在我们的样品中的不同贡献者（晶粒和晶界）的电阻和电容。高温拉曼光谱研究是为了跟踪铁电化合物结构转变的温度演化。振动模式的温度演化中的异常被认为与从介电测量观察到的温度转变很好地相关。
2020-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Piezoresponse Force Spectroscopy of Ferroelectric Materials
压电响应力谱（PFS）已经成为一种强大的技术，用于探测高度局部化的开关行为和微观结构和缺陷对开关的作用。直流偏压的应用程序与铁电表面接触的扫描探针显微镜尖端的铁电域下方的尖端的成核和生长的结果，导致在局部机电响应的变化。由此产生的磁滞回线包含局部铁电开关行为的信息。PFS中的信号是新生域的体积和尖端的探测体积的卷积。在这里，我们分析的信号形成机制，在PFS的主要参数推导出在一个半无限的材料中的域成核和使用线性格林函数理论建立域参数和PFM信号之间的关系。建立了表面屏蔽和有限德拜长度对开关行为的影响。特别是，我们预测，在PFM的临界核尺寸控制的表面屏蔽机制，在没有屏蔽，尖端诱导开关是不可能的。PFS的未来前景研究域成核附近的缺陷，铁电体中的局部开关中心，和不寻常的极化状态在低维铁电体进行了讨论。
2006-10-27 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
Molecular dynamics simulation of the ferroelectric phase transition in GeTe: displacive or order-disorder?
GeTe的相变的实验研究提供了关于相变的性质的矛盾的结论。考虑到人们对GeTe技术应用的兴趣日益浓厚，解决这些争议至关重要。为此，我们提出了一个分子动力学研究的结构相变GeTe使用机器学习原子间的潜力从头算的准确性。首先，我们计算了临界温度以上的最近邻键的径向分布函数的不对称形状，与以前的研究一致。然而，我们表明，这种效果是不一定与有序-无序相变，可以发生作为一个结果，大的非谐性。接下来，我们详细研究了序参量在相变附近的静态和动态性质，发现了有序-无序和位移相变的指纹。
2022-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Impedance spectroscopy studies on lead free Ba$_{1-x}$Mg$_x$(Ti0$_{.9}$Zr$_{0.1}$)O$_3$ ceramics
采用传统固相反应法制备了Ba 1-xMgx（Ti0.9Zr0.1）O3（x= 0.01和0.02）陶瓷。X射线衍射图经Rietveld精修表明，样品为四方晶系，空间群为P4 mm。通过将Mg含量从1%增加到2%，晶胞体积减小。同样，晶粒尺寸从10微米大大减小到4微米。不同频率下的介电常数随温度的变化表现出典型的弛豫铁电特性，交流电导率对频率和温度的依赖性较为敏感。得到的活化能值与建议的导电机制。
2018-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Dielectric transparency induced by hetero-phase oscillations near the phase transition of relaxor ferroelectrics
本文报道了弛豫铁电体K_（1-x）Li_xTaO_3（KLT）的介电共振吸收谱在其弱一级跃迁附近出现的“透明窗”。这种现象在概念上类似于在原子蒸气中观察到的电磁感应透明（EIT）现象，其可以通过受驱动的主从振荡器系统经典地建模。在KLT中，它揭示了宏观异相涨落的存在，并提供了关于弛豫体中相变的性质和机制的独特信息。
2012-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Structural, dielectric, ferroelectric and electrical properties of lead-free Ba0.9Sr0.1Ti0.9Sn0.1O3 ceramic prepared by sol-gel method
本研究采用溶胶-凝胶法制备无铅BSTSn陶瓷，表征其结构、介电、铁电与电学性能，证实其四方相结构、铁电特性及晶粒与晶界双弛豫导电机理。
2023-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Local Probing of Mesoscopic Physics of Ferroelectric Domain Walls
铁性材料中的畴壁动力学是数据存储和信息技术设备功能的基础。使用局部电场的扫描探针显微镜针尖，我们实验证明了一个令人惊讶的丰富范围内的极化反转行为在附近的最初平坦的180°铁电畴壁。成核偏置被发现增加了一个数量级，从一个2D的核在壁中的3D核的散装。因此，壁比块体明显铁电地软。这堵墙深刻地影响了微米量级的长度尺度的切换。利用解析理论和相场模型分析了相关开关的机理。长程效应归因于壁弯曲的影响下的尖端偏置远低于批量成核场，并放置在许多微米远离壁。这些研究提供了一个宏观和介观物理畴壁和成核的原子模型之间的实验联系。
2010-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Effect of thermal annealing on dielectric and ferroelectric properties of aerosol-deposited $0.65\text{Pb}(\text{Mg}_{1/3}\text{Nb}_{2/3})\text{O}_{3}-0.35\text{PbTiO}_{3}$ thick films
本文研究500 °C热退火对气溶胶沉积PMN-PT厚膜铁电与介电性能的影响，通过PUND和阻抗谱结合Rayleigh分析发现退火使极化开关与非开关贡献分别提高1.6倍和2.33倍，畴壁介电贡献提高11倍，表明退火通过增加畴壁密度增强铁电行为。
2023-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of nonvolatile polarization and pyroelectric sensitivity in Lithium tantalate (LT)/ Poly (vinylidene fluoride) (PVDF) nano composite
对于热释电传感器应用，需要在低外加场下具有大铁电极化和高热释电灵敏度的材料。聚偏氟乙烯（PVDF）是一种铁电聚合物，正被用于热释电探测器。PVDF具有低密度、低声阻抗、宽带宽、柔韧性、韧性以及易于制造成复杂图案和阵列等特性，使其适用于大面积探测器应用。但PVDF的热释电系数（p）较低。需要高场（1200 kV/cm以上）来极化PVDF膜。为了降低极化电场，在低极化电场下获得高的铁电极化，制备了LT/PVDF纳米复合薄膜。由于LT是铁电的（最大值）。在极化电场为200 kV/cm，（p）为2.3 × 10 ~（-8）cm ~（-2）/ K时，当LT（fLT）纳米粒子的体积分数从0.0增加到0.17时，复合材料的非挥发极化率从0.014 μ C/cm ~ 2增加到2.06 μ C/cm ~ 2。fLT从0.0增加到0.17，热释电电压灵敏度从3.93V/J增加到18.5V/J。
2008-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Kibble-Zurek behavior near the Lifshitz point in ferroelectrics with incommensurate phase
本文研究了在Lifshitz点$x_{\rm LP} \sim 0.28$以上具有Ⅱ型无公度相的单轴Sn $_2$ P $_2$（Se $_x$ S $_{1-x}$）$_6$铁电体的非平衡性质。我们测量了冷却和加热速率范围为0.002-0.1~K/min的介电磁化率，以及高分辨率超声实验和超声布里渊散射。对于具有$x \geqslant 0.28$的样品，在很慢的冷却速率下，在无公度的二级相变（$T_i$）和一级锁定相变（$T_c$）处观察到明显的反常，而当冷却速率大于0.1~K/min时，没有观察到中间IC相。我们用Kibble-Zurek非平衡二级相变模型解释了这种效应。在具有强非线性局域势的铁电体中，冷却速率决定了畴壁的浓度和尺寸：畴宽随冷却速率的增大而减小。在一定条件下，畴壁的尺寸与无公度的相位调制周期相当，它位于Lifshitz点附近的微米尺度上，导致调制周期被畴壁钉扎。
2014-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Stability of the monoclinic phase in the ferroelectric perovskite PbZr(1-x)TixO3
最近对PbZr（1-x）TixO 3（PZT）（x= 0.48）铁电体结构的研究发现，在准同型相界（MPB）附近存在一个新的单斜相，该相界以前被认为是PZT相图中菱形和四面体区域的分界线。在本文中，所有三个相的稳定区域已建立从高分辨率同步辐射X射线粉末衍射测量的一系列高度均匀的样品，0.42 <=x<= 0.52。在20 K时，单斜相在0.46 <=x<= 0.51的范围内是稳定的，并且这个范围随着温度的升高而变窄。一个一级相变从四面体到菱面体对称的观察只有x= 0.45。因此，MPB不对应于四方-菱面体相边界，而是对应于0.46 <=x<= 0.51的四方相和单斜相之间的边界。这一结果提供了重要的洞察单斜相和PZT的惊人的压电性能之间的密切关系，特别是，极化样品的调查表明，单斜畸变的PZT异常高的压电响应的起源。
2000-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Bias field effect on the temperature anomalies of dielectric permittivity in PbMg1/3Nb2/3O3- PbTiO3 single crystals
在（1-x）PbMg_（1/3）Nb_（2/3）O_3-（x）PbTiO_3（0<x<0.35）单晶中，介电常数最大值的温度Tm随偏置场E单调增加，与此相反，Tm在达到一定阈值场Et时保持不变或随偏置场E减小，高于阈值场Et时Tm开始增加。Et随x减小，在x=0.4时几乎消失。我们解释了这种场依赖性的淬火随机场和平均极化定向偶极子之间的耦合。对于0.06<x<0.13的晶体，绘制了弛豫相、铁电相、玻璃相和铁电-玻璃混合相的T-E相图。铁电相和弛豫相之间的边界对应于一阶相变，并且其特征在于具有在场冷却模式中获得的线的大曲率的热滞后，并且通过端点的存在，在该端点之上铁电相和弛豫相之间没有差异。玻璃相在Vogel-Fulcher温度TVF附近具有几乎与场无关的边界。玻璃序参量和极化之间的耦合在低于TV的温度下改变铁电边界
2005-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Optical probe of ferroelectric order in bulk and thin film perovskite titanates
我们用光谱法测量了SrTi $^{16}$ O $_3$和BaTiO $_3$以及相关的量子顺电和铁电材料的直接带隙$E_g$的温度依赖性。我们发现，$E_g$表现出异常的温度依赖性与铁电转变，可以占在Fröhlich电子-声子相互作用的光学声子模式，所谓的软模式附近的显着变化。我们表明，这些特征的变化$E_g$可以很容易地检测到，即使在非常薄的薄膜的SrTi $^{16}$ O $_3$与应变诱导铁电秩序。因此，光谱学可以用作这些钛酸盐的非常薄膜中的铁电顺序的相对简单但灵敏的探针，并且可能也用于随后的多层膜和器件中。
2013-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unusual Dielectric Relaxation in Lightly Doped n-Type Rhombohedral BaTi0.85Zr0.15O3:Ta Ferroelectric Ceramics
研究了钽掺杂BaTi0.85Zr0.15O3陶瓷的介电性能。采用传统的固相反应法制备陶瓷样品。该组成接近BaTiO 3的三个结构相变的夹点。粉末X射线衍射结果表明，样品在室温下为轻微畸变的菱面体结构，介电性能测试结果表明，样品仅发生了从菱面体到菱面体的相变。大的介电响应与非铁电钙钛矿CaCu 3 Ti4 O 1/2、AFe 1/2B 1/2 O3（A=Ba、Sr、Ca; B=Nb、Ta、Sb）和IBLC（内势垒层电容）BaTiO 3基铁电陶瓷相似，而不是铁电（FE）转变的尖峰特性。然而，与其FE类似物，传统的钛酸钡基IBLC陶瓷，我们的样品显示出较弱的相对介电常数的温度依赖性，跨越了很宽的温度范围。在FE状态下观察到Maxwell-Wagner型松弛。此外，另一种弛豫模式出现在FE相变温度TC附近，并在很窄的温度范围内延伸，随着温度的升高，弛豫速率异常减慢，这与通常观察到的相反。我们将这些不寻常的现象与我们的样品的非常轻微扭曲的菱面体结构和存在的晶界势垒层，氧空位分布不均匀。
2005-03-10 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
Barrier layer formation and PTCR effect in (1-x) Pb(Fe1/2Nb1/2)O3]-xPbTiO3 (x = 0.13) ceramics
（1-x）Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））O_3-PbTiO_3（PFN-xPT）陶瓷（x = 0.13）在1473 K烧结，在低频下表现出扩散相变和很高的介电常数，低频下的高介电常数是由于势垒层的形成。初始随温度降低，然后显示出超过铁电居里点的上升趋势，这让人联想到具有PTCR效应的BaTiO 3基热敏电阻器。
2004-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Direct electrocaloric, structural, dielectric, and electric properties of lead-free ferroelectric material Ba0.9Sr0.1Ti1-xSnxO3 synthesized by semi-wet method
采用半湿法合成法制备了无铅铁电材料Ba0.9Sr0.1Ti1-xSnxO 3（x = 0，0.02，0.05和0.10）（简称BSTS），并对其结构、电学和电热性能进行了研究。X射线衍射（XRD）结果表明，经950°C煅烧后的样品结晶良好，形成钙钛矿结构，表明Sn 4+取代了BST晶格中的Ti 4+。随着Sn含量的增加，观察到（0<x<0.05）的介电常数的增强，并且发现铁电转变温度（TC）向室温移动（对于x = 0.10，TC = 20°C）。直接测量的电热效应（ECE）上进行的所有样品通过使用高分辨率量热计。结果表明，当外加电场仅为7 kV/cm时，Ba_（0.9）Sr_（0.1）Ti_（0.95）Sn_（0.05）O_3的ECE温度变化高达0.188 K。在300-360°C的温度范围内对所有样品进行的阻抗谱分析揭示了与晶粒和晶界相关的两种弛豫贡献的存在，这两种弛豫贡献在频率上很好地分离。的导电和弛豫过程的活化能推导出这两个贡献，以确定所研究的组合物的导电机制。
2019-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Patterning of dielectric nanoparticles using dielectrophoretic forces generated by ferroelectric polydomain films
本文从理论上研究了电中性粒子在铁电畴图形产生的非均匀电场中所受的介电泳力。几位研究人员已经表明，在铁电单晶中具有给定几何形状的人工制备的畴图案代表了使用介电泳力图案化介电纳米物体的简单而灵活的方法。介电电泳力的来源是强且高度不均匀（杂散）的电场，其存在于铁电膜表面处的铁电畴壁附近。我们分析了介电电泳力的模型中的铁电薄膜的厚度与层状180 ${}^\circ$域图案。计算了考虑自由电荷屏蔽效应时，薄膜上表面上方离子液体中杂散场的空间分布的解析公式。给出了畴型产生的介电泳力的空间分布。数值模拟表明，铁电畴壁和铁电膜的表面的交叉点表示在所谓的正介电电泳的情况下的介电纳米粒子的陷阱。电中性的电介质纳米粒子，自由电荷屏蔽由于液体的离子性质，域图案的几何形状，和布朗运动的纳米粒子的沉积机制和沉积图案的稳定性的影响进行了讨论。
2010-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charged domain walls in BaTiO$_3$ crystals emerging from superdomain boundaries
本研究通过原位光学观测BaTiO₃单晶电场极化过程，揭示瞬态超畴边界转化为带电畴壁的机制，并结合Wechsler-Lieberman-Read理论解释畴形成过程，明确补偿电荷输运与超畴壁、相界运动的关联。
2023-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Performance of high impedance resonators in dirty dielectric environments
本研究探讨高阻抗NbTiN谐振器在热生长SiO2和ALD Al2O3介电环境中的损耗机制，发现品质因数受二能级系统耦合限制但仍超10^3，表明可集成于自旋量子比特器件，推动大规模自旋量子计算机发展。
2023-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Thermodynamics and dielectric anomalies of DMAAS and DMAGaS crystals in the phase transitions region (Landau theory approach)
本文用朗道展开式对DMAAS和DMAGaS铁电晶体的热力学进行了简单的描述。建立了发生相变的条件，并得到了相变温度。描述了外部静水压力对相变的影响。研究了介电磁化率分量的温度行为及其在相变点附近的异常。所得结果与实验数据进行了比较。
2000-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Hydrostatic pressure influence on dielectric permittivity of KH2PO4 and KD2PO4 in the piezoelectric resonance region
在静水压作用下，测量了KDP和DKDP在压电谐振频率范围内的横向和纵向介电常数。横向介电常数在顺电相中随压力减小，在铁电相中随压力增大。该理论很好地描述了氘代DKDP的横向介电常数随压力的变化关系。纯KDP的纵向介电常数在转变点附近呈现多个峰值。在增加流体静压力时，峰变得更接近并且可能合并。
2000-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of magnetic properties and magneto-transport in composite multiferroics
研究了在铁电衬底上放置颗粒状铁磁薄膜的复合多铁性系统的磁态和电子输运性质。在这种情况下，铁电性和磁性通过长程库仑相互作用耦合。结果表明，磁态和磁输运强烈依赖于温度、外加电场和衬底的电极化的强度。铁磁有序存在于铁电居里点附近的有限温度范围内。在该区域之外，膜处于超顺磁性状态。我们证明了磁相变可以由一个电场驱动，磁阻效应有两个最大值与两个磁相变出现在铁电相变附近。我们发现，这些最大值的位置可以移动的外部电场和磁阻效应的大小取决于外部电场和衬底的极化的相互取向。
2015-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Plasmon Soft Mode in an Organic-Inorganic Hybrid Perovskite
我们报告了氮杂环丁烷溴化铅（AzPbBr 3）中欠阻尼等离子体激元的非弹性光散射。等离子体激元是非常强烈的温度依赖性，并作为一个软模式的超导体-绝缘体相变附近TC> 150 K，证明了连续减少的空穴浓度np（T）的至少四个因素，并暗示了近三临界转变。等离子体激元频率和线宽同意独立的测量，和阻抗分析揭示了频率依赖性（建模的恒定相位元件，CPE），可以确定为由于电子-声子耦合。等离子体频率对（TC-T）的依赖性类似于磁性绝缘体中的磁振子或铁电体和铁弹体中的软横光学声子，或非线性调制绝缘体中的相位子。
2019-04-16 cond-mat.mtrl-sci
A Combined Theoretical and Experimental Study of the Phase Coexistence and Morphotropic Boundaries in Ferroelectric-Antiferroelectric-Antiferrodistortive Multiferroics
铁电（FE）、铁电（FEI）和反铁电（AFE）相的物理性质、它们的共存和空间分布支持反铁畸变（AFD）多铁性材料在准同型相变附近的功能。利用Landau-Ginzburg-Devonshire（LGD）唯象和半微观四子晶格模型（FSM），我们研究了不同AFE、FEI和FE长程有序的行为及其在FE-AFE-AFD多铁性准同型相界的共存.通过X射线衍射（XRD）和压电响应力显微镜（PFM）对致密Bi_（1-y）RyFeO_3（R为Sm或La原子，原子分数0 < y< 0.25）陶瓷的实验结果进行了验证。这些互补的测量被用来研究掺杂的晶体结构的宏观和纳米尺度的转变。AFE/FE相分数的测量值和计算值的比较表明，LGD-FSM方法很好地描述了Bi 1-yRyFeO 3的XRD和PFM得到的实验结果。因此，这种理论和实验相结合的方法提供了进一步的洞察准同型边界的起源和共存的FE和AFE状态的模型稀土掺杂的多铁性。
2021-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of microwave dielectric relaxation process in the antiferroelectric phase of NaNbO3 ceramics
这封信报告微波介电测量在反铁电相的NaNbO 3陶瓷从100至450 K。在反铁电相和铁电-反铁电相变附近发现了显著的介电弛豫。这种介电弛豫过程与具有强弛豫特征的极性纳米区域的弛豫有关。此外，微波介电测量还揭示了一个意想不到的和不寻常的异常的弛豫强度，这是有关的反铁电秩序引起的一个可能的AFE-AFE相变的中断。
2004-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Large perpendicular magnetic anisotropy of transition metal dimers driven by polarization switching of two-dimensional ferroelectric In2Se3 substrate
大的垂直磁各向异性（MA）对于实现原子级磁数据存储是高度期望的，原子级磁数据存储代表了磁纪录密度的极限。本文采用第一性原理计算研究了过渡金属二聚体Co-Os、Co-Co和Os-Os吸附在二维铁电体In_2Se_3（In_2Se_3-CoOs、In_2Se_3-OsCo、In_2Se_3-CoCo和In_2Se_3-OsOs）上的磁共振吸附。结果表明，In_2Se_3-CoOs中Co-Os二聚体具有较大的总垂直磁各向异性能（MAE），约为40 meV.特别地，由Os原子产生的MAE高达~ 60 meV。大的MAE归因于高的自旋-轨道耦合常数和Os原子的单配位。此外，二聚体的MA可以通过In 2Se 3的极化反转来调节。当极化向上时，In 2 Se 3-OsCo、In 2 Se 3-CoCo和In 2 Se 3-OsOs中MA的易轴方向都在面内，而当极化向下切换时，方向变为垂直。对于In 2Se 3-CoO，从向上到向下的切换极化将垂直MA从~ 20 meV增强到~ 40 meV。基于二阶微扰理论，我们证实了dxy/dx 2-y2和dxz/dyz轨道的交换分裂以及dz 2轨道在费米能级附近的占据对In 2Se 3的MA随FE极化反转的变化起着重要作用.
2022-02-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Extrinsic Dielectric Response due to Domain Wall Motion in Ferroelectric BaTiO$_3$
本研究基于Landau-Ginzburg理论建模分析铁电BaTiO$_3$中畴壁运动对介电响应的影响，发现畴壁附近的协同偶极涨落通过呼吸和滑动振动提供巨大外在介电贡献，为理解和控制铁电材料耦合功能特性提供了计算基准。
2024-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anomalies Of Phase Diagrams And Physical Properties Of Antiferrodistortive Perovskide Oxides
综述了转磁（RM）、转电（RE）和磁电（ME）耦合对反铁畸变（AFD）钙钛矿氧化物相图和性能的影响。我们考虑的主要例子是典型的AFD钙钛矿，如早期铁电体EuTiO 3，SrTiO 3，EuxSr 1-xTiO 3，多铁性BiFeO 3和Bi 1-xRxFeO 3（x = La，Nd）。在Landau-Ginzburg-Devonshire（LGD）理论的框架下，揭示了RM、RE和ME耦合对体系的物理性质和相图（包括反铁磁相、铁电相和结构AFD相）的强烈影响，以及对新型（双相和三相）多铁性相的预测。在综述中，我们特别关注（a）在EuTiO 3中诱导FM（FE）相的可能性（以及在其他顺电AFM氧化物中）通过施加电（b）EuxSr 1-xTiO 3纳米系统中的尺寸效应和新相的分析，其中LGD预测在低温下存在三重AFD-FE-FM（AFM）相;（c）在非铁电SrTiO_3的反相畴界、结构孪壁、表面和界面附近，由于挠曲电和旋转致伸缩效应而出现反常的自发极化和热释电;（d）在薄应变EuxSr 1 - 10中出现具有面内FE极化的低对称性单斜相。xTiO_3薄膜及其在宽温度范围内的稳定化，通过AFD氧八面体倾斜，由于挠曲电和旋转致伸缩耦合;（e）讨论一个惊人的强大规模--在BiFeO_3致密陶瓷中，由于晶界耦合作用和晶界间积累的弹性应力的共同作用，导致AFM转变温度的升高。
2018-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Surface and finite size effects impact of the phase diagrams, polar and dielectric properties of (Sr,Bi)Ta2O9 ferroelectric nanoparticles
在Landau-Ginzburg-Devonshire（LGD）热力学方法的框架下，结合静电学方程，研究了极化表面屏蔽对不同形状铁电纳米粒子相图、极性和介电性质的有限尺寸效应的影响.得到并分析了铁电相变温度、临界尺寸、自发极化和热力学矫顽场与纳米粒子形状和尺寸的关系。这些特性的缩放参数，颗粒特征尺寸的表面筛选的长度的比率，显着的尺寸效应被揭示。此外，我们的模型预测的挠曲化学效应（即挠曲电效应和化学压力的联合作用）的相变的温度，极性和介电性质的纳米粒子时，他们的化学组成偏离化学计量的显着影响。以化学计量比的SrBi_2 Ta_2 O_9纳米微粒为例，分析了自发极化的计算结果与数值计算结果的差别，结果表明，除了临界尺寸附近系统分裂成畴起重要作用外，自发极化的解析计算结果与数值计算结果差别不大。我们揭示了强烈的影响的柔性化学效应的相变温度，极性和介电性能的SryBi 2 + xTa 2 O 9纳米粒子的Sr/Bi的比例偏离从0.35到0.65的化学计量值为0.5时。通过对实验数据的分析，我们推导出了理论参数，即LGD泛函的展开系数、弯曲化学效应的贡献和表面屏蔽的长度。
2016-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct and Indirect methods of electrocaloric effect determination and energy storage calculation in (Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3 ceramic
本研究通过直接和间接方法测定了无铅NKBT陶瓷在铁电至非各态历经相变附近的电卡效应与储能性能，实现了1.10 K绝热温度变化和0.78 J/cm3可恢复能量密度。
2023-08-05 cond-mat.mtrl-sci
History-dependent and frequency-dependent dielectric nonlinearities induced by polar nanoregions in a thin film of 0.5 ( Ba 0.7 Ca 0.3 TiO 3 ) -- 0.5 ( BaZr 0.2 Ti 0.8 O 3 )
本文通过阻抗谱、谐波测量和FORC方法，研究了0.5(Ba0.7Ca0.3TiO3)--0.5(BaZr0.2Ti0.8O3)薄膜中极性纳米微区诱导的介电非线性，揭示了其滞回线收缩、频率依赖及历史依赖行为。
2025-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Origin of Large Dielectric Constant with Large Remnant Polarization and Evidence of Magnetoelectric Coupling in Multiferroic La modified BiFeO3-PbTiO3 Solid Solution
超晶格反射的存在以及粉末中子和X射线衍射数据的详细分析表明，富La（BF $_{0.50}$ -LF $_{0.50}$）$_{0.50}$ -（PT）$_{0.50}$（BF-LF-PT）在环境条件下具有空间群为\textit{$R3c$}的铁电菱形晶体结构。晶格参数、倾斜角、计算的极化$(P_{s})$、体积以及超晶格和磁反射的积分强度的温度依赖性在170 K附近显示出异常。在$473K \leq T \leq 573K$温度范围内进行阻抗谱、介电和交流电导率测量，以探测$T_c^{FE}$附近具有大介电常数的大剩余极化和频率依赖性宽跃迁的起源。阻抗谱测量的结果清楚地显示了在整个频率范围（$10^{3}$ Hz $\leq f\leq 10^{7} $ Hz）内晶粒和晶界的贡献。可以得出结论，与晶粒相比，晶界的电阻性和电容性更大，导致样品中的不均匀性，从而引起宽频率依赖的介电异常。介电常数和剩余极化值的增加可能是由于颗粒界面和晶界处电荷堆积引起的空间电荷极化。在$T_c^{FE}(\sim 523$ K）下使用Maxwell-Wagner模型拟合介电常数（$ε^{\prime\prime}$）的虚部与频率数据，并且模型与高达$10^{5}$ Hz的数据拟合得非常好。磁介电测量证明样品在$\sim 170$ K开始表现出磁电耦合，这也被中子衍射数据所验证。
2010-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Ba and Zr co-substitution on dielectric and magnetoelectric properties of BiFeO3 multiferroics
研究了Ba和Zr共掺杂对BiFeO 3多铁性材料的结构、介电、磁性和磁电性能的影响。采用自燃烧法合成了Bi_（1-x）Fe_（1-y）ZryO_3多晶纳米陶瓷样品。X射线衍射数据的Rietveld精修结果表明，随着x和y的增加，晶胞体积收缩。场发射扫描电子显微照片显示密集的晶粒，没有任何空隙或缺陷，具有明确的晶界，并且晶粒尺寸随着x和y的增加而减小。介电测量的结果显示异常，其被放大，并且观察到的介电异常的温度随着成分的增加而降低。从反铁磁性到弱铁磁性的交叉已被观察到在x = y = 0.1与增强的磁化强度相比，纯BiFeO 3。用PE环测量了样品的铁电性能。磁介电谱和磁阻抗谱揭示了室温下存在的本征磁电耦合。
2019-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Phenomenological theory of phase transitions in highly piezoelectric perovskites
最近发现的高压电混合物PZT，PMN-PT，和PZN-PT中的准同型相界的精细结构表明在这些系统中的高度非线性相互作用的重要性。我们表明，在这些化合物中的铁电相变的足够的朗道型的描述是通过使用的朗道势的现象学序参量的第十二阶扩展。群论和突变理论的方法被用来构造适当的朗道潜力。在唯象参数空间中计算了一个完整的相图。该理论描述了PZT和PZN-PT类型的相图，包括新发现的单斜和正交相。异常大的压电系数预测的附近的相变线。
2001-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Mapping causal patterns in crystalline solids
利用扫描透射电子显微镜（STEM）研究了Sm取代BiFeO3薄膜组合库在从铁电菱方相到非铁电斜方相的相变边界上的原子结构演化.包括极化、晶格参数和化学成分在内的局部性质通过原子尺度成像进行参数化，并使用线性非高斯非循环模型（LiNGAM）重建它们的因果关系。这种方法进一步扩展到探索的因果耦合的空间变异性，使用滑动窗口变换方法，这表明，新的因果关系出现在预期的位置，如畴壁和接口，但也在额外的区域形成集群附近的墙壁或空间分布的功能。虽然这些关系的确切物理起源尚不清楚，但它们可能代表了准同型相界中的纳米相分离区域。总的来说，我们提出，深入了解复杂的无序材料远离热力学平衡，不仅需要了解的生成过程，可以导致观察到的微观状态，但也有多个相互作用的子系统之间的因果关系。
2021-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
Structural, electrical and energy storage properties of BaO Na2O Nb2O5 WO3 P2O5 glass ceramics system
铁电微晶玻璃具有高介电常数和高耐压强度的双重性能，是一种很有前途的复合材料。在此基础上，采用控制晶化技术制备了2BaO-0.5Na2O2.5 [（1-x）Nb 2 O 5xWO 3]-1P2O5（x=0，0.1，0.2，0.3，0.4）新型磷酸盐微晶玻璃，分别命名为B 0，B1，B2，B3，B4。采用差示扫描量热法（DSC）、X射线粉末衍射（XRD）、拉曼光谱、交流阻抗谱和P-E磁滞回线等对所制备的微晶玻璃进行了研究。所有这些技术允许识别的Ba 2Na 4 W2 Nb 8 O30相与钨青铜结构嵌入在玻璃基质中。玻璃陶瓷的密度随着钨含量的增加而增加，在x =0.3时达到最大值，然后下降。介电和电导率参数被发现是由氧空位的存在下。利用玻璃陶瓷的P-E磁滞回线，研究了玻璃陶瓷的室温储能性能。最佳放电密度为B3，能量效率为73.77%。
2019-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Free energy calculation of mechanically unstable but dynamically stabilized bcc titanium
许多具有重要技术意义的材料的相图具有高对称性高温相，这些相表现出声子不稳定性。主要的例子包括记忆合金，以及铁电、耐火和结构材料。这些阶段的热力学已被证明具有挑战性的原子计算热力学技术处理，由于当地的低对称性扭曲之间的发生恒定的非谐驱动的跳跃，同时保持高对称性的时间平均结构。为了计算在这样的阶段中的自由能，我们建议探索系统的势能面的局部极小值的离散采样通过格子气蒙特卡罗方法和连续采样通过晶格动力学方法在每个局部极小值附近。考虑到局部最小值的接近性，有必要通过使用Voronoi曲面细分来仔细地划分相空间以约束配分函数的积分域，以便避免双重计数伪影并使得能够在每个局部最小值附近进行准确的谐波处理。我们认为钛的体心立方相作为一个典型的例子来说明我们的方法。
2017-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Highly sensitive simple homodyne phase detector for ultrasonic pulse-echo measurements
我们设计并制造了一台现代化的多功能研究级仪器，用于在实验室条件下对各种材料的弹性性能进行超声脉冲回波探测。该仪器的核心在于AD 8302微芯片：ADI公司的增益和相位检波器。为了构建该设备，我们已经实现了一个示意图，利用零差原理的信号处理，而不是传统的超外差方法。该设计允许在$0-360^\circ$的整个范围内以高精度和线性度测量相移。该系统结构简单，使用方便;它使广泛的研究人员可以轻松地进行超声测量。通过在频率为$\sim$ 40 MHz下测量KTa $_{0.92}$ Nb $_{0.08}$ O $_{3}$（KTN）单晶中的超声速度和衰减的温度依赖性来测试。测试在铁电转变附近进行，其中速度和衰减的大变化要求具有突出特性的检测器。所描述的检测器具有宽的动态范围，并且允许在铁电转变的整个温度范围内的单次运行中进行测量，而不是仅在先前可用的有限间隔中进行测量。此外，由于增益测量的宽动态范围和高灵敏度，该仪器能够揭示与KTN晶体的铁电转变的发展相关的先前无法分辨的特征。
2016-03-23 cond-mat.mtrl-sci physics.ed-ph physics.ins-det
Influence of defects on the critical behaviour at the \boldmath{105} K structural phase transition of SrTiO$_3$: II. The sharp component
用100-120 keV同步辐射高分辨三晶衍射仪研究了五种不同单晶SrTiO $_3$的晶体学参数镶嵌性、晶格参数变化、积分反射率和105 K结构相变以上的临界散射随深度的变化。深度相关的阻抗测量表明，氧空位的存在是不负责的两个长度尺度的现象。结果表明，锐分量只出现在高度完整单晶的近表面区域，并与晶体学量的指数增长相耦合。第二长度尺度在应变场能够通过晶格平面的宏观弯曲而松弛的表面处不存在。在镶嵌性相对较大的晶体中，尖锐成分也受到强烈抑制。在高度完整的样品中的长程应变场和表面附近的组合似乎是观察尖锐分量的必要条件。如果临界散射的强度被假定为正比于洛伦兹磁化率的平方，而不是像通常的惯例那样正比于洛伦兹磁化率的平方，那么第二长度尺度的临界指数与标度律是令人满意的一致。宽分量的临界指数与尖分量的出现无关。
2000-06-26 cond-mat.mtrl-sci
A statistical model approximation for perovskite solid-solutions: a Raman study of lead-zirconate-titanate single crystal
钛酸铅（PbTiO 3）是铁电钙钛矿氧化物的经典实例，其示出了伴随着破坏模式的软化的位移相变。证明软模理论合理性的基本假设是，晶体在宏观上足够均匀，以便可以形成有意义的自由能函数。与PbTiO 3相比，实验研究表明，锆钛酸铅固溶体（PZT）的相变行为要微妙得多。大多数关于PZT系统的研究都致力于陶瓷或粉末样品，在这种情况下，不可能进行明确的软模式研究，因为具有不同对称性的模式一起出现。我们对富钛PZT单晶的拉曼散射研究表明，PZT中的相变不能用简单的软模理论来描述。与PbTiO 3形成强烈对比的是，横向E对称模的分裂揭示了存在不同的局部有序区域。晶体缺陷、Ti和Zr在B-阳离子位点的随机分布以及Pb离子偏离其理想位置的作用决定了相变机制。一个统计模型解释所观察到的峰分裂和相变到一个复杂的状态与空间变化的本地秩序附近的准同型相边界。
2013-02-06 cond-mat.mtrl-sci
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
Griffiths-like phase close to the Mott transition
我们探索的共存区域附近的莫特临界端点采用可压缩细胞自旋$1/2$伊辛类模型。我们分析的情况下，自旋液体候选人$κ$ -（BEDT-TTF）$_2$ Cu $_2$（CN）$_3$，其中接近莫特临界终点金属水坑与绝缘铁电相共存。我们的结果有四个方面：$i$），证明了Grüneisen参数在越过一阶跃迁线时的普遍发散行为; $ii$），基于标度参数，证明了在共存区，对于接近临界点的$any$系统，弛豫时间是熵依赖的; $iii$），提出了电Grüneisen参数$Γ_E$，它量化了电热效应; $iv$），我们确定金属/绝缘共存区作为电子格里菲斯相。我们的研究结果表明，$Γ_E$管理的介电响应接近临界点，并出现在共存区域的电子格里菲斯相。
2020-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
