Lattice dynamics and antiferroelectricity in PbZrO$_3$ tested by X-ray and Brillouin light scattering
我们报告的原型钙钛矿型反铁电PbZrO $_3$的临界动力学的综合研究结果。结合非弹性X射线和扩散X射线散射技术和布里渊光散射。结果表明，TA声子的色散是强各向异性的。在[1 1 0]方向传播的面内极化TA声子的色散曲线表现出明显的软化。发现R点处的激发变慢，表现为中心峰的增长。这种减慢太弱而不能被认为是相应的序参量的主要起源。所得到的结果进行处理的TA-到flexoelectric模式耦合。结果表明，PbZrO $_3$中的结构相变可以被认为是与铁电软模相关的唯一本征不稳定性的结果。
2014-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Birefringence induced by antiferroelectric switching in transparent polycrystalline $PbZr_{0.95}Ti_{0.05}O_{3}$ film
反铁电材料的最典型的功能性质是通过电场诱导从非极性相到极性相的相变的可能性。在这里，我们研究了这种场诱导相变对$PbZr_{0.95}Ti_{0.05}O_{3}$双折射变化的影响。我们使用一个透明的多晶$PbZr_{0.95}Ti_{0.05}O_{3}$薄膜生长在$PbTiO_{3}/HfO_{2}/SiO_{2}$与叉指电极直接调查在一个简单的传输几何双折射的变化。尽管多晶性质的膜和其厚度适中，场诱导的过渡产生一个相当大的影响下观察到的偏光显微镜。在其极性相的膜被发现表现得像一个均匀的双折射介质。这种场致双折射的时间演化提供了关于反铁电开关过程中的不可逆性及其缓慢动力学的信息。双折射的变化有两个主要贡献，一个是快速响应（~ 0.5 s），另一个是在长达30分钟的时间内上升和饱和的较慢的贡献。这种长的饱和和弛豫时间的可能起源进行了讨论。
2022-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Direct determination of antiferroelectric-to-ferroelectric phase transition pathways in PbZrO$_3$ with Operando Electron Microscopy
本研究利用原位扫描透射电子显微镜直接解析了PbZrO$_3$薄膜在电场下的反铁电-铁电多步相变路径，揭示了亚稳相、死层效应及动态相变机制，为反铁电器件设计提供关键实验依据。
2025-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Lattice-distortion couplings in antiferroelectric perovskite $\rm AgNbO_3$ and comparison with $\rm PbZrO_3$
本研究结合结构对称性分析与第一性原理计算，揭示反铁电钙钛矿$\rm AgNbO_3$中$Pbcm$相的稳定源于氧八面体旋转与阳离子反极性运动的非简谐耦合，并对比其与$\rm PbZrO_3$稳定机制的异同。
2024-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the high piezoelectric response in PbZr(1-x)TixO3
高分辨率的X射线粉末衍射测量极化PbZr（1-x）TixO 3（PZT）陶瓷样品接近菱面体-四面体相界（所谓的准同型相界，MPB）表明，无论是菱面体和四面体的组合物，压电伸长的晶胞不发生沿极性方向，但沿那些方向与单斜畸变。这项工作提供了第一个直接证据的起源非常高的压电PZT。
2000-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Ideal antiferroelectricity with large digital electrostrain in PbZrO3 epitaxial thin films
本研究针对薄膜中反铁电行为被掩盖的问题，通过揭示特定晶体学方向的相变路径并设计取向，在PbZrO3外延薄膜中实现理想反铁电性及大数字电致应变，为纳米机电应用提供新途径。
2025-04-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Finite-temperature properties of antiferroelectric perovskite $\rm PbZrO_3$ from deep learning interatomic potential
针对反铁电钙钛矿PZO的大尺度有限温度模拟难题，本文构建其深度学习原子间势，准确复现多类物相及相变行为，调和了理论与实验的物相稳定性矛盾，揭示了电场诱导相变规律。
2024-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Tilt-driven ferrielectricity in PbZrO$_3$
Wuhan University of Technology（武汉理工大学）；University of Liège（列日大学）；The University of Sydney（悉尼大学）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2)（加泰罗尼亚纳米科学和技术研究所）；University of Kent（肯特大学）；Soochow University（苏州大学）；Institut Català de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚研究高级学院）
本研究揭示了反铁电PbZrO₃中由八面体倾斜驱动铁电性的机制，发现了对称性主导的竞争性非本征铁电性途径，证实了类Pmc2₁结构的存在，对反铁电材料具有重要意义。
2026-07-31 cond-mat.mtrl-sci
A new look at the temperature-dependent properties of the antiferroelectric model PbZrO3: an effective Hamiltonian study
提出了一种新的原子有效哈密顿方案，并将其引入到一个简单的双线性能量耦合中，用于研究原型反铁电PbZrO 3（PZO）系统的温度依赖性物理性质.该方案再现非常好的复杂的PbAM正交相在低温和立方顺电态的Pm 3m对称性在高温下的已知实验的特点。出乎意料的是，它进一步预测了一个新的中间状态也Pbam对称性，但在其中的反相氧八面体倾斜已经消失的Pbam基态。有趣的是，这种新的状态表现出大的介电响应和热膨胀，这与以前的实验观察和我们进行的X射线实验非常一致。我们还进行了直接的第一性原理计算在0 K，进一步支持这种低能量相。在这个新的框架内，PZO的属性，因此需要重新检查。
2022-11-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Enhanced Piezoelectric Response in Hybrid Lead Halide Perovskite Thin Films via Interfacing with Ferroelectric PbZr$_{0.2}$Ti$_{0.8}$O$_3$
我们报告了一个超过10倍的压电系数$d_{33}$的多晶CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$（MAPbI $_3$）薄膜界面时，他们与铁电PbZr $_{0.2}$ Ti $_{0.8}$ O $_3$（PZT）。压电响应力显微镜（PFM）的研究显示，$d_{33}^{MAPbI_3}$值约为0.3 pm/V的MAPbI $_3$沉积在Au和ITO表面，与小的相位角波动的长度尺度小于晶粒尺寸。与此形成鲜明对比的是，在外延PZT薄膜上制备的样品上，我们观察到大规模的极性畴，其表现出清晰的接近90° PFM相位角，指向沿薄膜法线的极轴。通过分离的MAPbI $_3$和PZT层的贡献，我们提取了一个显着增强的$d_{33}^{MAPbI_3}$值~4 pm/V，这是由于长程偶极-偶极相互作用促进域成核。我们还讨论了界面屏蔽层对择优极性方向的影响。
2017-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Phase transitions in the antiferroelectric-ferroelectric mixed systems
计算了反铁电和铁电材料PbZrPDMATHABMM Ti $_x$ O $_3$（PZT），RbPDMATHABMN（NHPDMATHABMP）$_{1-x}$ H $_2$ PO $% _4$（RADP）在$x\leq 0.1$区域的固溶体相图.对反铁电主晶格引入了反铁电序参量和铁电序参量（分别对应于两个子晶格离子位移之差和）。将铁电组分的少量混合物视为随机电场源。计算了该场对上述两个序参量的影响。用计算得到的随机场分布函数进行自洽平均，得到了混合体系序参量的方程组。反铁电$T_a$和铁电$T_c$相变温度的浓度依赖性通过组成和成员的转变温度来表示。所获得的$T_a(x)$依赖性被证明是非常好的拟合PZT和RADP的观察值。所提出的理论方法的其他类型的混合系统的应用进行了讨论。
1999-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Use of resonance Raman spectroscopy to study the phase diagram of PbZr0.52Ti0.48O3
证据是第一次观察到的尖锐和连续的光谱变化在PbZr0.52Ti0.48O3（PZT）之间的350和10 K与647.1 nm波长是由于共振拉曼效应。这种现象可以用PZT粉末的自陷激子发射氧缺陷复合物（TiTi '-VO-）来解释，它的能量接近激光的辐射线。这种方法对于区分其他相关铁电/压电系统的相变序列也是非常有用的。
2007-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric PbZr$_{1-x}$Ti$_x$O$_3$ by ethylene glycol-based chemical solution synthesis
本文研究了以乙二醇为溶剂和桥连配体的水稳定溶胶-凝胶法制备锆钛酸铅铁电体及其薄膜的方法。与传统的溶胶-凝胶法相比，该方法提供了更低的溶剂毒性，对大气水分的更高稳定性和简化的合成过程。在菱形相的铌掺杂锆钛酸铅（PNZT）的陶瓷颗粒的生产具有高密度和良好的压电性能，在文献中报道的那些和商业压电元件中发现的那些。此外，九层薄膜堆叠由相同的溶胶通过旋涂到镀铂的硅衬底上制成。薄膜无裂纹，显示出致密的钙钛矿晶粒结构，具有弱（111）取向。薄膜的压电测量结果表明，压电系数与文献值和良好的稳定性对疲劳。
2020-07-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
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
Terahertz and Infrared Studies of Antiferroelectric Phase Transition in Multiferroic Bi_0.85Nd_0.15FeO_3
在100 ~ 900 K之间对Bi_（0.85）Nd_（0.15）FeO_3陶瓷的高频介电性能进行了研究，发现在600 K附近，当温度低于反铁电相变时，大多数极性声子发生硬化。此外，在顺电相中观察到强的THz介电弛豫。当冷却到Tc ~ 600 K时，弛豫频率变软，介电强度下降，最终弛豫消失。声子和介电弛豫行为是负责在反铁电相变的介电常数的降低。讨论了顺电相THz介电弛豫异常强的原因。Bi_（0.85）Nd_（0.15）FeO_3结构位于极性斜方相和非极性斜方相之间的相界上，极化旋转和极化延伸可以增强该体系的压电响应。与铅基压电钙钛矿，表现出两个铁电相之间的morphotrophic相边界的相似性和差异进行了讨论。
2011-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Physical Effects in the Vicinity of the Ferroelectric-Antiferroelectric Interface
本文讨论了固溶体中共存的铁电相和反铁电相畴之间存在界面且铁电态和反铁电态自由能差异较小所引起的物理效应。存在许多固溶体，其中共存相的畴在一定条件下可以出现两相状态。我们在这里提出的一些影响直接引起的共存的铁电和反铁电相的畴之间的界面的存在下的调查结果。提出了描述铁电相和反铁电相共存畴不均匀状态的唯象模型。这种不均匀状态的实验研究进行了讨论，使用两个系统的PbZr 1-yTiyO 3基固溶体。详细讨论了铁电-反铁电界面附近固溶体的局部分解过程和这些界面附近偏析的介观系统的形成，并给出了相应的实验结果。的介电和压电性能的偏析系统的影响，以及介电弛豫的结果，并进行了讨论。的直流电场的应用所造成的影响被认为是和相应的实验结果。实验结果表明，通过这些相共存畴的中间态，在反铁电到铁电相变的材料中，由外电场控制压电参数的可能性。
2015-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Artificial ferroelectric-like hysteresis in antiferroelectrics with non-uniform disorder
针对反铁电体出现类铁电磁滞的现象，本研究提出唯象模型解释其源于不同转变场的无序反铁电回线叠加，并在PbZrO₃和PbHfO₃薄膜中通过引入非均匀无序实现该现象，揭示了无序对反铁电性能的影响并拓展了功能调控可能性。
2025-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Anti-Ferroelectric Thin Films Phase Diagrams
本文研究了反铁电薄膜的相变和极性的尺寸效应。我们改进了Kittel提出的现象学方法。采用直接变分法求解欧拉-拉格朗日方程。导出了重整化系数随膜厚变化的自由能。得到了该系数随膜厚、温度、极化梯度系数和外推长度变化的近似解析表达式。研究了薄膜厚度减小时，反铁电双电滞回线向铁电单电滞回线的转变。提出的理论考虑解释了反铁电PbZrO_3薄膜的实验结果。
2006-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Effects of aging and annealing on the polar and antiferrodistortive components of the antiferroelectric transition in PZT
反极性和antiferrodistortive（AFD）组件的反铁电（AFE）在PbZr 1-xTixO 3（x=0.054）的转变可以单独发生，并具有不同的动力学，这取决于样品的历史，并伴随着弹性软化和硬化，分别。连同软化，伴随着八面体倾斜的一部分相，尚未转化为AFE，它们引起的各种形状的曲线的弹性顺应性与温度。在x=0.046和0.054的样品中发现的所有这些异常，除了那些已经在x=0.050的研究，可以符合一致的唯象模型的基础上的简单假设，每个极性和AFD转换产生一个步骤的弹性模量，其位置在温度和宽度反映了每个过渡的进展。转变的动力学的减慢与在铁电或AFE状态下老化期间缺陷结构的形成相关，这也是晶格随时间和热循环逐渐软化的原因，直到在高温下退火恢复初始条件。
2014-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic ferroelectric properties of strained tetragonal PbZr0.2Ti0.8O3 obtained on layer-by-layer grown, defect-free single crystalline films
PbZrxTi 1-xO 3（PZT）是目前最重要的铁电材料之一。大块单畴单晶PZT从来没有被合成为一个显着的组成范围内的固溶体相图。这使得PZT的基本性质处于争论之中。无缺陷单晶薄膜的合成使我们能够明确地确定描述铁电材料的本征量，如自发极化和介电常数。采用脉冲激光沉积法（PLD）在SrTiO 3（001）单晶衬底上生长了无缺陷的应变PbZr 0. 2 Ti 0. 8 O 3薄膜。采用PLD法制备的SrRuO 3单晶薄膜作为底电极。PZT薄膜具有方形形状的磁滞回线和剩余极化值高达Pr= 110 μ C/cm 2，这是相当高的理论值预测（无应变）散装单晶PZT的调查组合物。薄膜的介电常数eps 33 = 90，压电系数d33= 50 pm/V。
2006-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Discovery of a new weberite-type antiferroelectric: La3NbO7
Thayer School of Engineering, Dartmouth College（达特茅斯学院泰勒工程学院）；Department of Materials Science and Engineering, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校材料科学与工程系）；Rice Advanced Materials Institute, Rice University（莱斯大学先进材料研究所）；Department of Materials Science and NanoEngineering, Rice University（莱斯大学材料科学与纳米工程系）；Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）；Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室材料科学部）；Kavli Energy Nanosciences Institute, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校卡弗里能源纳米科学研究所）；Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室分子工厂）
本研究通过计算发现了一种新型无铅weberite型反铁电材料La3NbO7，其具有简单反铁电机制和高击穿场，为能量存储应用提供了新机遇。
2026-01-12 cond-mat.mtrl-sci
First-principles Study on Piezoelectricity and Spontaneous Polarization in Bi(Fe,Co)O3
固溶体BiFe_（1-x）Co_xO_3同时表现出反铁磁有序和热释电有序。已经知道，BiFe 1-xCoxO 3随着x的增加呈现出在单斜相和四斜相之间的结构相变。这种类型的转变通常被称为morphotoropic相边界，这是众所周知的发生在一个代表性的压电氧化物，PbZr 1-xTixO 3。为了从理论上理解BiFe_（1-x）Co_xO_3的压电性质，我们采用超原胞方法，对BiFe_（1-x）Co_xO_3的电子结构进行了从头计算，研究了其结构稳定性、磁性和电子极化.结果表明，大的电极化的强度和特殊的锥配位抑制了应变下的电极化的强度响应。提出了一种提高BiFe_（1-x）Co_xO_3压电效应的方法。
2020-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Effect of surface ionic screening on polarization reversal and phase diagrams in thin antiferroelectric films for information and energy storage
在改进的2-4-6 Kittel-Landau-Ginzburg-Devonshire（KLGD）热力学方法框架内，研究了反铁电薄膜中表面电化学与本征极性不稳定性耦合的涌现行为.利用体反铁电体（PbZrO 3）的KLGD势的唯象参数和Stephenson-Highland（SH）方法，研究了表面离子的电荷密度与相对氧分压成正比对反铁电体薄膜中偶极态的作用及其反转机制.组合的KLGD-SH方法允许描绘反铁电，铁电样反铁离子和驻极体样顺电状态的边界作为温度，氧压，表面离子形成能量和浓度，和膜厚度的函数。这种方法还允许的极性和反极性排序依赖于施加到反铁电膜的电压的表征，和它们的静态和动态的磁滞回线的分析。探讨了表面离子层覆盖的反铁电薄膜在能量和信息存储方面的应用。
2021-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal Phase Diagram for High-Piezoelectric Perovskite Systems
钙钛矿型PbZr（1-x）TixO 3（PZT）和Pb（Zn 1/3 Nb 2/3）O3-PbTiO 3（PZN-PT）系统中的强压电性通常与准同型相界（MPB）的存在有关，该准同型相界（MPB）将具有菱面体和四面体对称性的区域分开。PZN-9%PT的X射线研究揭示了在MPB处存在新的斜方晶相，以及菱形相和斜方晶相之间的接近垂直的边界，类似于PZT在菱形相和单斜晶相之间发现的边界。我们讨论的结果，在最近的理论论文由范德比尔特和科恩，这些氧化物系统中的高非谐性属性这些低对称相。
2001-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Antiferroelectric nanodomains in the vicinity of the morphotropic boundary in PZT-based coarse-grained ceramics
在这篇文章中提出的结果表明，考虑到这样一个现象的重要性，作为在边界分离共存相的锆钛酸铅基固溶体的组成属于morphotropic边界区域的“温度-组成”相图的固溶体分解。结果表明，在固溶体的局部分解的边界附近的分离的四方相和菱方相在铅锆钛酸盐基固溶体导致的化学成分的固溶体的变化和偏析的形成。它还表明，适当的热电处理的样品含有这些偏析可以得到更高的值的压电参数的铅锆钛酸盐基化合物。
2016-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Stacking dependent ferroelectricity and antiferroelectricity in quasi-one-dimensional oxyhalides NbO$X_3$
低维铁电性和极性材料因其独特的物理性质和潜在的应用前景而受到人们的广泛关注。基于第一性原理计算，研究了一类典型的准一维铁电体：双链卤氧化物NbO $X_3$（$X$ =Cl，Br，I）的堆积模式和极性性质.其双链的几何形状允许链间/链内置换。因此，双链的不同堆叠方式导致了四斜晶系和单斜晶系晶体中的各种铁电相和反铁电相。这些相的近似能量可能导致实际材料中的多相共存，以及流体静压驱动结构相变。它们的铁电相的自发极化和压电性是突出的，分别与商业上使用的铁电BaTiO $_3$和压电ZnO相当。我们的工作表明，范德华NbO $X_3$是探索准一维铁电性和反铁电性的有前途的材料。
2022-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Combinatorial discovery of a lead-free morphotropic phase boundary in a thin-film piezoelectric perovskite
我们报告的发现无铅准同型相界Sm掺杂BiFeO 3与一个简单的钙钛矿结构，使用组合薄膜战略。边界是一个菱形的伪正交结构的转变，表现出铁电（FE）反铁电（AFE）的转变，在约Bi 0.86 Sm 0.14 FeO 3的介电常数和面外压电系数的外延（001）取向的Pb（Zr，Ti）O3（PZT）薄膜在MPB。所发现的组合物可能是PZT的无铅压电替代物的强有力的候选者。
2008-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Monoclinic structure of unpoled morphotropic high piezoelectric (PbMg1/3Nb2/3O3)0.65-(PbTiO3)0.35 and (PbZn1/3Nb2/3O3)0.91-(PbTiO3)0.09 compounds
中子Rietveld分析表明，未极化的（PbMg_（1/3）Nb_（2/3）O_3）_（1-x）-（PbTiO_3）_x（x=0.35）（PMN-PT 35%）和未极化的（PbZn_（1/3）Nb_（2/3）O_3）_（1-x）-（PbTiO_3）_x（x=0.09）（PZN-PT 9%）存在单斜相。该单斜相不同于最近由Noheda及其同事在PbZr 1-xTixO 3（x=0.481）中证明的相，但与相同作者在极化PZN-PT（x=0.102）中观察到的相相同。结构分辨率使我们能够比较两种结构，并推断出偏振的方向和幅度。在PMN-PT 35%和PZN-PT 9%中，该相的特征是极化值较弱、氧多面体变形较强和阳离子位移较弱。
2001-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Revisit the phase diagram and piezoelectricity of lead zirconate titanate from first principles
该研究利用机器学习深度势模型模拟PZT，重现相图并阐明MPB处铁电纳米畴的极化旋转驱动高压电响应。
2023-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Finite-temperature properties of PZT alloys from first principles
采用第一性原理方法研究了PbZr{1-x}Ti{x}O3（PZT）固溶体在准同型相界（MPB）附近的有限温度性质.结构和压电预测与实验数据和直接的第一原理结果非常吻合。一个低温单斜相被证实存在，并证明作为一个众所周知的四面体和菱面体相之间的桥梁划定MPB。一个成功的解释，发现在PZT陶瓷的大压电性。
2000-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric, electromechanical and elastic properties of K$_{1-x}$(NH$_4$)$_x$H$_2$PO$_4$ compounds
本文给出了压电铁电体热力学理论和KH $_{2}$ PO $_{4}$型铁电体热力学特性的唯象理论的结果。可用的实验数据的KH $_{2}$ PO $_{4}$型铁电体和NH $_4$ H $_{2}$ PO $_{4}$型反铁电体的介电，压电和弹性特性的描述使用这些晶体的建议的微观理论。利用热力学理论和实验数据计算了K $_{1-x}$（NH $_4$）$_x$ H $_2$ PO $_4$型体系的介电、压电和弹性特性。
2014-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Bridging Phases at the Morphotropic Boundaries of Lead-Oxide Solid Solutions
PbZr（1-x）TixO 3（PZT）的陶瓷固溶体具有非常大的压电响应，其组成约为x= 0.50。后者是高度各向异性的，并且最近表明，对于菱面体组合物（x< 0.5），压电系数在远离极性方向时最大，这与通常的看法相反。不久之后，在x=0.50附近通过同步辐射X射线衍射观察到低对称性单斜相。类似的行为和特征也存在于许多相关的铅基强压电单晶中，例如PMN-PT、PZN-PT和PSN-PT，其压电系数约为2500 pm/V，是迄今为止记录的最高值。最近的实验和理论工作大大提高了我们对这些技术重要系统的理解，但仍然存在一些悬而未决的问题。本文就这一领域的最新进展作一综述。
2005-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Effects of coupling between octahedral tilting and polar modes on the phase diagram of PbZr1-xTixO3 (PZT)
本文介绍了大晶粒陶瓷PZT的滞弹性和介电谱的测量结果，PZT的组成靠近铁电（FE）菱面体相与富Zr反铁电和富Ti FE四方相的两个准同型相界（MPBs）。这些结果进行了讨论，从以前的一系列样品的类似的数据，并揭示了新的功能的PZT的相图，主要与八面体倾斜及其耦合的极性模式。额外的证据是什么，我们解释为发病的倾斜不稳定性，当最初受挫的晶格无序，和长程序是在较低的温度下实现。它的温度T_IT（x）将长程倾斜不稳定线T_T（x）延伸到T_C，当T_T。有人提出，在衍射实验中看到预期的1/2调制的困难<111>是由于与这种类型的倾斜起伏结合强晶格无序相关联的大的相关体积。结果表明，倾斜不稳定性的谱线与极不稳定性的谱线有相互吸引并合并的趋势。不仅T_IT向T_C弯曲并与之合并，而且在我们的系列样品中，在菱形/四面体MPB处的介电和滞弹性最大值的温度T_MPB不与T_T相交，而是偏离，保持平行或可能与T_T合并。这些功能，连同一个类似的NBT-BT，倾斜和FE不稳定性，这可能会触发一个共同的相变之间的合作耦合方面进行了讨论。最近的模拟发现在多铁性BiFeO 3的倾斜和FE转变的类比。当x从0.465变化到0.48时，滞弹性异常的形状在T_T处发生突变，可能是菱形/单斜边界的指示。
2012-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Tuning of large piezoelectric response in nanosheet-buffered lead zirconate titanate films on glass substrates
University of Twente（特温特大学）
本文提出利用结晶纳米片种子层和20 Hz脉冲激光沉积频率，在玻璃基底上生长（100）取向PZT薄膜，通过减少基底夹持实现280 pm/V的大压电响应，约为此前最高值的3倍。
2016-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Lateral piezoelectric response across ferroelectric domain walls in thin films
在纯c轴取向的PbZr $_{0.2}$ Ti $_{0.8}$ O $_3$铁电薄膜中，在180°畴壁位置观察到横向压电响应力显微镜信号，在此位置，面外取向的极化被反转。使用电力显微镜测量，我们排除静电效应作为这个信号的起源。此外，我们的机械模拟的尖端/悬臂梁系统表明，小倾斜的表面在域壁下面的尖端不能令人满意地解释所观察到的信号。因此，我们属性在畴壁的横向压电响应，其横向运动（剪切）下施加的电场。从简单的弹性考虑和单位晶胞的体积守恒，我们将预期在其他铁电材料中更普遍地类似的横向信号，并且对于所有类型的畴壁，其中极化的面外分量通过畴壁反转。我们表明，在BiFeO $_3$薄膜，与180，109和71°畴壁，这确实是这种情况。
2010-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric and Pyroelectric Properties of Thick Film Ferromagnetic - Piezoelectric Structures
层状铁磁-压电复合材料表现出机械应变介导的电磁耦合。在这里，我们讨论了铁氧体-锆钛酸铅（PZT）和锰氧化镧-PZT样品的介电和压电性能。本文介绍了我们对多层铁磁-压电复合材料的介电和热释电性能的研究结果。在所有的结构中的压电相使用的是钛酸铅PbZrxTi 1-xO 3（PZT）。以下材料用于铁磁部件：镍锌铁氧体Ni0.9Zn0.1Fe2O4（NFO 1）和Ni0.8Zn0.2Fe2O4（NFO 2）、钴铁氧体（CFO）、锂铁氧体（LFO）、锰酸镧锶La0.7Sr0.3MnO3（LSM）和锰酸镧钙La0.7Ca0.3MnO3（LCM）。当样品温度T以0.1K/s的速率缓慢变化时，通过测量流过包含样品和静电计的闭环的电流J来研究热电效应。当温度变化时，极化PZT层产生热释电电流。电流的热释电性质的主要指标是当热循环从加热切换到冷却时的符号反转。几乎所有的多层结构显示出热释电电流，但热释电系数在很宽的范围内变化。(i)对于NFO 1-PZT系统，系数在0.01 - 10 nC/（cm 2 K）的范围内，取决于温度。(ii)CFO-PZT和LFO-PZT结构显示出大的热电流和弱的热释电效应。(iii)然而，在从室温到400 K的温度范围内，LCM-PZT中不存在热流。(iv)在LSM-PZT中，热电流超过热释电电流。提出了一个模型来理解这些结果。
2004-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Excitation of fundamental shear horizontal wave by using face-shear (d36) piezoelectric ceramics
板状结构中的水平剪切基波（SH 0）具有非频散特性，在无损检测和结构健康监测中具有重要的应用价值。然而，目前SH 0波通常由电磁声换能器（EMAT）激发，其能量转换效率相当低。面剪切（d36）模式的压电材料是更有前途的SH 0波激发，但这种模式不能出现在传统的压电陶瓷。最近，我们通过铁弹畴工程的方法对极化的PbZr 1-xTixO 3（PZT）陶瓷的对称性进行了修正，在软、硬PZT陶瓷中都实现了面剪切d36模。在这项工作中，我们进一步提高了PZT-4和PZT-5 H陶瓷的面剪切性能，通过在高温下的横向压缩。结果发现，当粘结在1 mm厚的铝板上时，d36型PZT-4表现出比PZT-5 H更好的面剪切性能。然后，我们成功地激发SH 0波在铝板使用面剪切PZT-4方形贴片和接收波使用面剪切PMN-PT贴片。还研究了激发的SH 0波的频率响应和方向性。从160 kHz到280 kHz，SH 0波可以在兰姆波（S 0和A0波）中占主导地位。波幅沿两个主要方向（0°和90°）达到最大值。当偏离角小于30°时，振幅能保持最大值的80%以上，而在45°方向上，振幅迅速消失。利用压电陶瓷激发SH 0波在无损检测和结构健康监测领域具有广阔的应用前景。
2016-04-12 cond-mat.mtrl-sci
The role of random electric fields in relaxors
PbZr_{1-x} Ti_xO_3（PZT）和Pb（Mg_{1/3} Nb_{2/3}）_{1-x}Ti_xO_3（$x$ PT）是复合的铅氧化物钙钛矿，在四方相界附近的伪方晶系成分中显示出优异的压电性能。在PZT中，这些组合物是铁电体，但在PMN-xPT中，它们是弛豫体，因为介电常数是频率相关的，并且表现出非阿氏行为。我们发现，独特的PMN-xPT和其他铅氧化物钙钛矿弛豫纳米结构是不存在的PZT和相关的PMN-xPT相对于PZT的纵向压电系数大于100%的增强。通过比较PZT和PMN-xPT，两个几乎相同的化合物，代表弱和强的随机电场限制的介电，结构，晶格动力学和压电测量，我们表明，淬火（静态）随机场建立的弛豫相和识别的序参量。
2014-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics in the paraelectric phase of PbHfO$_3$ studied by inelastic X-ray scattering
本文报道了用非弹性X射线散射方法研究反铁电体PbHfO $_3$顺电相的晶格动力学。研究表明，在[1 - 1 0]偏振方向上传播的横向声学声子模和横向光学声子模之间避免了交叉。相对于一般不相称的调制的静态磁化率示出为增加对整个$Γ$ -M方向的冷却。我们认为不同的方法对应于不同的模型的动态磁化率函数的温度演变的数据分析。描述了PbHfO $_3$和PbZrO $_3$的晶格动力学之间的一些相似性和差异。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Octahedral tilting, monoclinic phase and the phase diagram of PZT
对PZT接近准同型（MPB）和反铁电边界的滞弹性和介电谱测量提供了新的见解，在其相图的一些有争议的方面。没有发现单斜（M）和菱面体（R）相之间存在分界线的证据，这与最近的结构研究一致，该研究支持在x < 0.5的宽成分范围内这两种相共存，其中M的分数向MPB方向增加。它还讨论了为什么所观察到的最大弹性顺应性似乎是由于旋转不稳定的极化，因此不能解释由外在软化从精细孪晶R相单独，但也表明存在M相，不一定均匀。在x ~ 0.1附近的铁电相内发现了一个新的扩散相变，其温度T_IT高于已确定的边界T_T，转变为具有倾斜八面体的相。提出了在T_T附近八面体开始以无序的方式旋转，并最终在T_T以下变得有序。在这种解释中，八面体倾斜的起始温度单调增加，直到PbZrO 3的反铁电转变，T_T（x）降低到x = 0.18以下是由于在T_IT以下的初始阶段，阳离子半径之间的失配得到部分缓解。
2011-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Interface-tuning of ferroelectricity and quadruple-well state in CuInP$_2$S$_6$ via ferroelectric oxide
本文提出利用铁电氧化物PbZr$_{0.2}$Ti$_{0.8}$O$_3$界面调控CuInP$_2$S$_6$，克服其低居里温度和畴控制难题，显著增强超薄极限下的铁电性、压电性和极性排列，为柔性纳米器件应用提供有效策略。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversibly Strain Engineering and Electric-Field Control of Crystal Symmetry in Multiferroic Oxides
本研究通过薄膜厚度调控残余应变，在 La 掺杂 BiFeO3 薄膜中稳定反铁电正交相，并实现电场下其与铁电菱方相之间的可逆相变。
2025-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Giant piezoelectricity in group IV monochalcogenides with ferroelectric AA layer stacking
通过第一性原理计算发现铁电AA堆叠的IV族单硫族化合物具有最小晶格常数和自发压缩应变，首次实现压电系数随层数增加而增大的巨压电性。
2024-02-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Texture- and Stress-Dependent Electromechanical Response in Ferroelectric PZT: Insights from a Micromechanical Model
本文构建耦合织构、残余应力、四方/菱方畴翻转及相间转变的PZT细观力学模型，复现关键压电响应趋势并提供开源MATLAB设计工具。
2025-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Modelling functional properties of ferroelectric oxide thin films with a three-domain structure
用解析和数值方法研究了固定在基片上的铁电（001）取向薄膜的性质。重点是四畴，多畴，铁电相，使用三畴结构，如实验所观察到的。先前使用的，非常严格的边界条件，所产生的域壁，放松，创造更多的模式的能量松弛。有人认为，这种方法给出了一个更现实的描述的钳位铁电薄膜。结果表明，对于PbZr_（1-x）Ti_xO_3}，当x_Ti>0.5时，在很宽的衬底应变范围内都存在四畴多畴相，对应于体相图的四畴一侧。当x_Ti<0.5时，在体菱面体一侧出现多畴菱面体相.相温度图，和铁电，介电和压电性能，以及晶格参数，计算作为衬底诱导应变和外加电场的函数。解析公式允许分解成三个不同的原因：畴壁运动，场致弹性效应和压电效应这些属性。结果表明，在外加电场作用下，面内取向畴的畴壁运动和极化旋转对薄膜的性能贡献最大，而面外取向畴的贡献很小。
2019-02-07 cond-mat.mtrl-sci
The strain-induced transitions of the piezoelectric, pyroelectric and electrocaloric properties of the CuInP$_2$S$_6$ films
本文研究了半导体电极覆盖的亚铁电CuInP$_2$S$_6$应变薄膜的极化、压电、电卡和热释电性质，发现失配应变对这些性质具有与其他铁电薄膜相反的“反常”影响。
2023-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Noncollinear ferrielectricity and morphotropic phase boundary in GeS monolayer
二维极性是有趣的，但仍处于早期阶段。本文建立了GeS单分子层的结构演化图，它导致非共线铁电$δ$相和铁电$α$相在能量上一样稳定.它的亚铁电性是由声子阻挫引起的，即，铁电和反铁电模式之间的竞争，提供了更多的途径来调整其极性。除了其突出的性能，如大的带隙，大的极化，和高居里温度，更有趣的是，形态之间的相边界$α$ -和$δ$ -阶段是高度可能的，这是至关重要的，以获得巨大的压电无铅应用。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
