Monitoring structural changes in ferroelectric thin films during electric field-induced polarization switching is important for a full microscopic understanding of the coupled motion of charges, atoms and domain walls. We combine standard ferroelectric test-cycles with time-resolved x-ray diffraction to investigate the response of a nanoscale ferroelectric oxide capacitor upon charging, discharging and switching. Piezoelectric strain develops during the electronic RC time constant and additionally during structural domain-wall creep. The complex atomic motion during ferroelectric polarization reversal starts with a negative piezoelectric response to the charge flow triggered by voltage pulses. Incomplete screening limits the compressive strain. The piezoelectric modulation of the unit cell tweaks the energy barrier between the two polarization states. Domain wall motion is evidenced by a broadening of the in-plane components of Bragg reflections. Such simultaneous measurements on a working device elucidate and visualize the complex interplay of charge flow and structural motion and challenges theoretical modelling.
Electron-lattice coupling contributions to polarization switching in charge-order-induced ferroelectrics
我们进行第一性原理密度泛函理论计算来阐明基于（SrVO $_3$）$_1$（LaVO $_3$）$_1$超晶格的电荷有序诱导铁电体的极化开关机制。我们发现，晶格弛豫的比荷有序状态可以“锁定”的状态，使非绝热切换到不同的CO变体大力禁止，在某些情况下，甚至使绝热切换的能量障碍大得令人望而却步。我们将电荷有序材料分为两种类型，多面体呼吸和偏心位移，基于晶格模式的类型最强耦合的电荷有序。我们证明了由外电场引起的非绝热电子跳跃仅在偏心位移型电荷有序诱导铁电体中才能发生。这成功地解释了LuFe $_2$ O $_4$和Fe $_3$ O $_4$不同的开关行为。这些结果提供了一个新的理解的极化开关机制的电荷有序诱导铁电材料的设计和发现提供了指导，并提出了一种策略，实现“电子铁电性”与极化开关的电子，而不是晶格的时间尺度。
Ferroelectric switching at edge dislocations in BaTiO$_3$ modelled at the atomic scale
Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS), Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学先进材料模拟跨学科中心）；Center for Interface-Dominated High Performance Materials (ZGH), Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学界面主导高性能材料中心）；Faculty of Physics and Astronomy, Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学物理与天文学系）；Univ. Lille, CNRS, INRAE, Centrale Lille, UMR 8207 - UMET - Unité Matériaux et Transformations（里尔大学、法国国家科学研究中心、法国国家农业食品与环境研究院、里尔中央理工学院、UMR 8207 材料与转化单元）
Decoupling effects of the resistive-switching behavior on the polarization reversal in ultrathin ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 films
Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学（深圳））；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Westlake University（西湖大学）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）
Four switching categories for thin-film and bulk ferroelectrics
我们将铁电体包括外延/多晶薄膜和单晶/陶瓷块体在不同外加电场下的开关动力学分为四类，这取决于相邻部分之间的开关促进效应引起的去极化场和/或极化反转是否可以忽略。我们表明，我们最近开发的统计模型[Journal of Physics：Condensed Matter 21，012207（2009）]以其广义形式适用于所有这四个类别。最后，将本文模型与传统的Kolmogorov-Avrami-Ishibashi模型进行了比较，并讨论了不同n时开关电流的行为。
Domains and ferroelectric switching pathways in Ca$_3$Ti$_2$O$_7$ from first principles
混合不适当的铁电性，其中可以通过三线性耦合到两个非极性结构的不同对称性的扭曲诱导的电极化，最近已被实验证明为第一次在$n$ =2 Ruddlesden-Popper化合物Ca $_3$ Ti $_2$ O $_7$。在本文中，我们使用群论方法和第一性原理计算，以确定可能的铁电开关路径在Ca $_3$ Ti $_2$ O $_7$。我们确定了低能量的路径，通过切换通过正交双晶域，或通过反极性结构的极化方向反转。我们还引入了一组化学直观的局部序参量，以深入了解这些路径如何与在畴壁处成核的开关相关。我们的研究结果表明，开关可以通过一个以上的机制在这种材料。
Resistive switching in ferroelectric BiFeO3 by 1.7 eV change of the Schottky barrier height
使用金属-铁电结作为可开关二极管是几十年前提出的。Blom等人[P.W. M. Blom等人，物理修订信函73，2107（1994）]，其报道了在整流方向上的切换以及在切换铁电层的极化方向时约2个数量级的电流变化。与电容设计相比，这种形式的电阻开关能够以更高的速度读出铁电存储器状态，而不会破坏每个读取周期中的信息。最近，Jiang及其同事已经表明，这些肖特基势垒效应在BiFeO 3中是巨大的，比PZT中发现的开关电荷多一千倍[A.Q.蒋例如，高级材料23，1277（2011）]。在这里，通过进行局部电导率测量，我们归因于肖特基势垒高度之间的生长，向下极化域和向上极化域的一个大的变化。这些测量允许估计极化电荷和屏蔽电荷对通过铁电体的传导的相对影响。
Domain-Wall Mediated Polarization Switching in Ferroelectric AlScN: Strain Relief and Field-Dependent Dynamics
Jilin University（吉林大学）；University of Arkansas（阿肯色大学）；Guangdong Technion – Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院）；Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
研究铁电AlScN中极化开关机制，发现域壁通过缓解应变导致场依赖的开关动力学，提出通过域工程调控 coercive field 的策略。
Domain Topology and Domain Switching Kinetics in a Hybrid Improper Ferroelectric
带电的极性界面，如带电的铁电畴壁或ZnO/（Zn，Mg）O和LaAlO 3/SrTiO 3的异质结构界面，其上的电极化的强度的法向分量突然改变，可以容纳大的二维导电。带电的铁电壁，这是在一般情况下，能量上不利的，被发现是神秘的丰富的混合不适当的铁电（Ca，Sr）3 Ti 2 O 7晶体。通过对双层钙钛矿中反相边界的研究，我们发现四种极化方向态中的每一种都简并有两个反相畴，这八种结构变体形成了一个具有Z3涡旋和五种不同类型畴壁的Z4 xZ 2畴结构，其拓扑结构与大量带电畴壁的存在直接相关。我们还发现了一个拉链般的性质的反相边界，它们是可逆的创建/湮灭中心的对两种类型的铁电壁（也Z3-涡对）在90度和180度的极化切换。我们的研究结果表明，出乎意料的丰富的混合反常铁电性的性质。
Unveiling Unconventional Ferroelectric Switching in Multiferroic Ga0.6 Fe1.4O3 Thin Films Through Multiscale Electron Microscopy Investigations
了解铁电材料中起作用的极化转换机制对于它们在电子器件中的开发至关重要。传统的基于中心对称参考结构的机制解释了大多数常见的位移铁电材料中的铁电性，对于一些新诊断的铁电材料如Ga 2-xFexO 3（0.8 < x < 1.4）化合物来说，该机制过于耗能。一些替代的理论命题已经提出，需要实验证实。双尺度电子显微镜研究进行薄膜的Ga 0.6 Fe 1.4 O 3多铁性化合物。大规模的旋进辅助电子衍射层析成像研究首先允许确定化合物在薄膜中采用的结构，甚至允许细化该结构内的原子位置。阳离子迁移率建议通过存在额外的电子密度的两个原子的位置。一个本地的原位高分辨率扫描透射电子显微镜研究，然后允许确认这些流动性，通过直接点连续采集的图像上的阳离子位移。整个研究证实了一个非常规的开关机制，通过局部畴壁运动在该化合物。
Light-facilitated ferroelectric switching in wurtzite crystals
Instituto Politécnico Nacional（国立理工学院）；Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC)（巴塞罗那材料科学研究所（ICMAB-CSIC））；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚研究与高等研究学院（ICREA））
Magnetic field driven enhanced ferroelectric switching in self-grown ferroelectric-ferromagnetic composite in the BiFeO3-BaTiO3 multiferroic alloy system
多年来，人们试图弥补多铁性BiFeO 3体相态的固有弱点，如高漏电流和铁磁相关性的缺乏，并通过与其他钙钛矿形成固溶体来利用其磁电势。近几年的研究表明，BiFeO_3与BaTiO_3的合金化，无论有无添加剂，都可以诱导铁电和铁磁开关。虽然从技术应用的角度来看，这两种铁性序的共存是令人鼓舞的，但该系统中铁磁性的起源仍然难以捉摸。在这里，我们合成了这样的组合物，并进行了详细的结构分析，采用磁性分离的粉末颗粒。我们发现，铁磁性的起源在于自发沉淀的一个小的（~ 1wt%）钡六角铁氧体（BaFe 9 O 19）相，通常未检测到在常规的X射线衍射研究从整个标本的粉末取样。我们还表明，尽管微不足道的分数的亚铁磁相，这种自生长的复合材料表现出显着增强的铁电开关在外部磁场的存在下。我们得到了一个直流磁电耦合~ 9 × 10-8 s/m，这是一个值，这是已报道的层状铁电/铁磁层压板和双层薄膜铁电-铁磁hetrostructures。我们的研究表明，合理的大磁电耦合是可实现的，在简单的0-3铁电-铁磁块状复合材料提供的合成策略的开发，诱导自发沉淀的铁磁相在小体积分数，以确保良好的绝缘行为的复合材料，从而开发。
Electrical Studies of Barkhausen Switching Noise in Ferroelectric lead zirconate titanate (PZT) and BaTiO3: Critical Exponents and Temperature-dependence
