Role of Ca off-centering in tuning the ferroelectric phase transitions in Ba(Zr,Ti)O3 system
Desheng Fu, Mitsuru Itoh
备注：
21 pages, 16 figures, book chapter for the book under the working title "Ferroelectrics", ISBN 978-953-51-4224-9 (InTech - open science,Web: http://www.intechweb.org/)
We here report the substitution effects of the smaller Ca for the bulky Ba in (Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3 perovskite oxides for two systems (Ba1-xCax)TiO3 with y=0 and (Ba1-xCax)(Ti0.9Zr0.1)O3 with y=0.1. Ca off-centering was found to play a critical role in stabilizing the ferroelectric phase and tuning the polarization states in both systems. It was demonstrated that the atomic displacement due to Ca off-centering in the bulky Ba-site in the perovskite structure provides an effective approach to compensate the reduction of ferroelectricity due to the chemical pressure, which allows to keep the Curie point nearly constant in the (Ba1-xCax)TiO3 system and increase the Curie point in the (Ba1-xCax)(Ti0.9Zr0.1)O3 system. It was commonly observed that the Ca off-centering effects lead to the shift of the R-O and O-T phase transitions toward lower temperatures and the ferroelectric stability of the T-phase, resulting in the occurrence of quantum phase transitions with interesting physics phenomena at low temperatures in the (Ba1-xCax)TiO3 system and the great enhancement of electromechanical coupling effects around room temperature in the (Ba1-xCax)(Ti0.9Zr0.1)O3 system over a wide composition range of the Ca-concentration. These finding may be of great interest for the design of the green piezoelectric materials.
The Energetics of Li Off-Centering in K$_{1-x}$Li$_x$TaO$_3$; First Principles Calculations
K $_{1-x}$ Li $_{x}$ TaO $_3$（KLT）固溶体表现出与Li离子从理想钙钛矿A位位置的大位移有关的各种有趣的物理现象。采用第一性原理计算研究了KLT超原胞的这些现象。晶格动力学计算KLT表现出Li偏心不稳定性。计算了孤立Li离子和Li-Li对到第四邻体的Li位移的能量。在Li-Li对中，最近邻Li离子之间的相互作用强烈地有利于沿着对轴的铁电对准。这种Li-Li对可以被认为是KLT中极性纳米团簇的“种子”。电致伸缩，局部氧弛豫，耦合到KT软模式，并与邻近的锂离子的相互作用都增强了从Li偏心的极化。孤立的锂离子和最近邻的锂-锂对的跳跃势垒的计算结果与Arcidius拟合实验介电数据吻合得很好。
Reversible tuning of magnetocaloric Ni-Mn-Ga-Co films on ferroelectric PMN-PT substrates
通过机械应力调节热薄膜的功能特性是当前的高度兴趣。特别地，期望可控的磁化或转变温度以改善磁热装置中的可用性。在这里，我们提出的结果外延磁热Ni-Mn-Ga-Co薄膜的铁电Pb（Mg $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$）$_{0.72}$ Ti $_{0.28}$ O $_3$（PMN-PT）衬底。利用X射线衍射测量，我们表明，通过施加电场在衬底中引起的应变可以转移到薄膜，导致晶格参数的变化。我们研究的后果，这种应变的磁性薄膜的温度和电场依赖的测量。我们没有观察到马氏体相变温度的变化，但在奥氏体状态下，我们归因于这种变磁性Heusler合金的内在磁不稳定性的磁化强度的可逆变化。
Lone pairs in insulating pyrochlores: Ice rules and high-$k$ behavior
烧绿石介电材料如（Bi $_{1.5}$ Zn $_{0.5}$）（Nb $_{1.5}$ Zn $_{0.5}$）O $_7$（BZN）引起了人们的兴趣，因为它们结合了高介电常数和小介电损耗角正切，并且在所有温度下都是立方的。BiPDMATHABMP Ti $_2$ O $_7$的低温制备和结构表征为理解Bi基高温超导体的性质提供了一个很好的模型体系。在这方面的贡献，立方Bi $_2$ Ti $_2$ O $_7$的电子结构是可视化的，并与Aurivillius相铁电体SrBi $_2$ Ta $_2$ O $_9$（SBT）的电子结构进行比较，它显示了铁电体的扭曲低于608 K与孤对活性Bi $^{3+}$的倾向，以移动偏离中心。这种相干的偏离中心的扭曲在烧绿石晶格上被挫败，并且这阻止了Bi $_2$ Ti $_2$ O $_7$中的铁电-顺电相变。相反，Bi $_2$ Ti $_2$ O $_7$中的Bi $^{3+}$离子必须以\textit{incoherent}方式偏离中心，这与保留的立方结构相容。还描述了烧绿石Pb $_2$ Sn $_2$ O $_6$中的孤对电子阻挫行为。相似之处的某些类型的\textit{magnetism}在烧绿石化合物（自旋冰）和铁电烧绿石的显着缺乏，所产生的角连接四面体拓扑结构的烧绿石晶格的研究挫折指出。
Tuning the Coercive Field in Ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2-Al2O3 Heterostructures via Interfacial Charge Dynamics
School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院材料科学与工程学系）；School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院电气与计算机工程学系）；Center for Nanophase Materials Sciences, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室纳米相材料科学中心）；The Institute for Matter and Systems, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院物质系统研究所）
Tuning exciton emission via ferroelectric polarization at a heterogeneous interface between a monolayer transition metal dichalcogenide and a perovskite oxide membrane
Ferroelectric tuning of the valley polarized metal-semiconductor transition in Mn2P2S3Se3/Sc2CO2 van der Waals heterostructures and application to nonlinear Hall effect devices
Structural transitions in hybrid improper ferroelectric Ca$_3$Ti$_2$O$_7$ tuned by site-selective iso-valent substitutions: a first-principles study
Ca $_3$ Ti $_2$ O $_7$是一种实验证实的混合反常铁电材料，其中电极化是由相干TiO $_6$八面体旋转和倾斜的组合引起的。在这项工作中，我们研究了钙$_3$ Ti $_2$ O $_7$的铁电性的调谐使用等价的Ca位取代。由于大小不匹配，较大/较小的碱土金属分别优选$A$ ′/ $A$位点，从而允许位点选择性取代的可能性。在没有额外载流子的情况下，这种位点选择性的等价取代可以显著地调节TiO $_6$八面体的旋转和倾斜，从而改变结构和极化。利用第一性原理计算，我们的研究揭示了三种替代情况（Sr，Mg，Sr+Mg）表现出不同的物理行为。特别是，（CaTiO $_3$）$_2$ SrO变成非极性的，这可以合理地解释实验中观察到的Sr取代对极化的抑制。相比之下，在（MgTiO $_3$）$_2$ CaO的极化几乎是一倍的替代，而估计的铁电开关的介电常数不改变。（MgTiO $_3$）$_2$ SrO保持极性，但其结构空间群改变，具有适度增加的极化和可能的不同铁电切换路径。我们的研究揭示了微妙的铁电性在$A_3$ Ti $_2$ O $_7$家庭，并提出了一个更实用的路线来调整混合不当铁电性，除了应变效应。
Enhanced negative capacitance in La-doped Pb(Zr$_{0.4}$Ti$_{0.6}$)O$_3$ ferroelectric capacitor from tuning of bias voltage pulse
CSIR-Central Glass and Ceramic Research Institute（印度中央玻璃和陶瓷研究所）；Jadavpur University（贾达普大学）；Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学培育协会）；Indian Institute of Technology, Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔印度理工学院）
Origin of the phase change from pyrochlore to perovskite-like layered structure and a new lead free ferroelectric
以A2 B2 O 7为化学式的材料是一个著名的家族，有300多种化合物，具有丰富的性质，如铁电、多铁性和光催化性能等。一般来说，这一家族主要有两种结构，即烧绿石和类钙钛矿层状（PL）结构。以前，这些材料的结构和性能设计通常是复杂的，并且是固溶体，这使得制造复杂化，并且在性能的微观起源的研究中引入复杂性。本文报道了纯Eu_2Ti_2O_7在高温高压下发生的焦绿石-PL结构的变化，并且所形成的PL结构将通过加热而转移回来。这些结果表明，PL-烧绿石固溶体中形成的PL结构是由于纯烧绿石化合物中高压形成的PL结构调节到环境压力。这些结果表明，高压和高温可以用来操纵从烧绿石到PL结构的晶体结构，反之亦然。此外，PL Eu_2Ti_2O_7首次被确认为无铅铁电材料。
Phase Switchable Photocatalytic Water Splitting via a Paraelectric-Ferroelectric Transition in Zr2Ge2S6 Monolayer: A Comprehensive Theoretical Insights
