Double hysteresis loops in proper uniaxial ferroelectrics
在Sn $_2$ P $_2$ S $_6$晶体中，首次观察到了体相单轴铁电体中的双类反铁电磁滞回线.量子非谐振子模型被用来描述这种偏振开关过程。这一现象与三阱局域势的自发极化涨落有关，三阱局域势的自发极化涨落对应于特定亚晶格中的位间相互作用和Sn $_2$ P $_2$ S $_6$模型晶体结构中两个亚晶格之间的相互作用。所获得的数据可用于三电平单元型存储器技术的开发。
2018-05-22 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
Origin of ferroelectric-like hysteresis loop of CaCu3Ti4O12 ceramic studied by impedance and micro-Raman spectroscopy
观察到CaCu_3Ti_4O_（12）（CCTO）陶瓷的类铁电磁滞回线。我们发现，这种不寻常的功能并不产生从位移的Ti离子在TiO 6八面体，但显然来自电荷在晶界组成的CuO层。在阻抗谱中发现晶界电荷的弛豫时间为2.9毫秒，几乎对应于1 kHz的P-V反采样频率。根据显微拉曼图谱，CuO层被发现在晶界中，并且与CCTO晶粒完全区分开。
2011-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Polar Properties and Hysteresis Loops in Multilayered Thin Films Ferroelectric/Virtual Ferroelectric
在Landau-Ginzburg-Devonshire（LGD）唯象理论框架下，计算了失配应变、表面能和有限尺寸效应对铁电/虚铁电多层薄膜相图、极性和电滞回线的影响。本文首次研究了由于薄膜和衬底晶格常数失配而引起的薄膜-衬底界面弹性形变对多层薄膜虚铁电SrTiO $_{3}$ /BaTiO $_{3}$相图的影响。与体相BaTiO $_{3}$相比，在体相BaTiO $_{3}$ /BaTiO $_{3}$薄膜中，可以存在六种结晶稳定的BaTiO $_{3}$相（顺电相和四方铁电相（FEc），两种单斜相（FEaac和FEac），以及两种正交相（FEa和FEaa）铁电相。计算了多层SrTiO $_{3}$ /BaTiO $_{3}$薄膜中磁滞回线的主要极性特性（形状、矫顽场和自发极化）。结果表明，该系统表现出强烈的依赖性，其极性的SrTiO $_{3}$和BaTiO $_{3}$层的厚度上的属性，以及对弹性失配应变，与SrTiO $_{3}$发挥介电层的作用：层越厚，越强的是去极化场，这反过来，减少了自发极化的BaTiO $_{3}$膜。
2014-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Depolarizing field and "real" hysteresis loops in nanometer-scale ferroelectric films
我们详细分析了Kim等人[Phys. Rev. Lett.] 95，237602（2005）]。利用Landau理论计算了SrRuO 3/SrTiO 3衬底上应变BaTiO 3薄膜的均匀态临界厚度及其畴形成稳定性。而前者（2.5nm）与从头计算给出的相同，实际临界厚度由畴设定为1.6nm。极化弛豫有较大的Merz激活场。值得注意的是，结果显示了一个负斜率的“实际”磁滞回线，一个标志的域结构在理想的薄膜与不完善的屏蔽。
2006-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Ionically-mediated electromechanical hysteresis in transition metal oxides
观察到顺电TiO_2和SrTiO_3的机电活性、回复极化状态和电滞回线。用扩展的Ginsburg Landau Devonshire（GLD）理论分析了这些材料中离子动力学和初始铁电性之间的耦合。机电耦合的可能来源，包括离子动力学，表面电荷引起的电致伸缩，和离子诱导的铁电性被确定。对于后者，离子的贡献可以改变一阶GLD膨胀系数的符号，使材料有效地铁电。这些研究为中心对称过渡金属氧化物的类铁电行为提供了可能的解释。
2012-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of hysteresis phenomena in crystalline ferroelectrics: hysteresis loops shape control by means of electric field parameters
本文提出用弛豫型方程描述晶体铁电体中的畴变过程，并考虑了外电场的变化。在任意电场随时间变化的情况下，得到了这些方程的封闭解析形式的精确解。用数值方法分析了正弦外场频率与磁滞回线形状的关系。计算结果与实验数据定性一致。PACS：77.80.Fm，77.80.Dj，77.80.-关键词：铁电体，开关过程，磁滞，极化
2014-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Electric Field-Induced Phase Transitions and Hysteresis in Ferroelectric HfO2 Captured with Machine Learning Potential
针对传统第一性原理方法难以模拟铁电HfO₂大尺度电场下原子动力学的问题，开发耦合原位BEC模型的定制MLP，高效高保真复现关键现象与AIMD一致结果，为铁电器件设计提供新工具。
2025-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Soliton disentangling and ferroelectric hysteresis in reconstructed moire superlattices
由晶格失配或/和扭曲角产生的莫尔材料激发了人们对挖掘物质新量子相的极大兴趣。最近，涌现的界面铁电性已令人惊讶地发现在空间反演对称性破缺系统，如菱面体堆叠双层过渡金属二硫属化物（TMD）。然而，莫尔超晶格对应于偏振开关和滞后的演化仍然不清楚，这对于深入了解晶格对称性和能带拓扑之间的相互作用以及开发光电存储器件至关重要。在这里，我们报告的观察声子分裂的应变孤子网络中重建的莫尔超晶格，所产生的扭曲和松弛诱导强三重旋转对称性（C3）破缺。声子分裂的间隔可以通过垂直位移场来调节，并表现出铁电相关的磁滞回线。这些声子演化特征归因于畴壁运动过程中莫尔孤子解纠缠和晶格粘性的贡献。此外，我们证明了原理莫尔铁电隧穿结，其势垒被净极化修改，隧穿电阻为~10^4。我们的工作不仅揭示了莫尔孤子的晶格动力学，而且为未来的铁电基光电存储器件提供了一条潜在的途径。
2022-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Apparent Ferroelectric Polarization Hysteresis and a Simple Method to Observe Piezoelectric Strain Loops with a Microphone
本文提出用麦克风和简单电路改进方法观测压电材料的S-E环，揭示了D-E环的虚假性，为铁电性研究提供了低成本方案。
2026-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Controlling ferroelectric hysteresis offsets in PbTiO$_{3}$ based superlattices
铁电材料具有多极化方向的简并基态。在铁电电容器中，这应该表现为同样有利的上下极化状态。然而，在铁电薄膜和超晶格器件中很少观察到这种理想的行为，这些器件通常表现出有利于一种极化状态而不是另一种极化状态的内置偏压。通常这种极化不对称性可以归因于电极。在这项研究中，我们研究偏置PbTiO $_3$基铁电超晶格，这不是由于电极，而是在生长过程中形成的界面处的缺陷的性质。使用实验和第一性原理模拟相结合，我们能够解释所观察到的内置偏置的符号及其随组成的演变。我们的见解使我们能够通过控制超晶格的成分和周期性来设计零内置偏置的器件。
2020-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Physical Kinetics of Ferroelectric Hysteresis
利用Landau-Khalatnikov方程研究了单畴铁电材料的物理动力学。数值计算得到了滞回曲线。理论上，有效矫顽电场随驱动振幅和频率而变化。利用Fokker-Planck动力学方程研究了热噪声的影响。铁电开关时间进行了讨论，并简要探讨了量子效应。
2001-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
More ferroelectrics discovered by switching spectroscopy piezoresponse force microscopy?
由开关谱-压电响应力显微镜（SS-PFM）获得的铁电材料的局部电滞回线通常被认为是铁电开关的典型特征。然而，在过去的几年中，在各种各样的非铁电材料中也观察到这样的电滞回线，这对SS-PFM中的局部电滞回线源于铁电性的观点提出了质疑。因此，研究SS-PFM测试中出现的局部磁滞回线的产生机理具有重要意义。本文提出，非铁电材料只要能在循环电场加载下表现出宏观D-E电滞回线，无论其内在物理机制是什么，在SS-PFM测试中也能表现出Maxwell力作用下的振幅蝶形回线和相位电滞回线。为了验证我们的观点，无论是宏观D-E和微观SS-PFM测试进行了钠钙玻璃和非铁电介质材料Ba 0.4Sr 0.6TiO 3。结果表明，这两种材料都具有D-E磁滞回线和SS-PFM相位磁滞回线，这很好地支持了我们的观点。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landau-Ginzburg-Devonshire theory for electromechanical hysteresis loop formation in piezoresponse force microscopy of thin films
研究了压电响应力显微术中铁电薄膜电滞回线的形成，着重研究了针尖尺寸和薄膜厚度对电滞回线的影响，以及针尖电压频率对电滞回线的影响。在这里，我们使用一个组合的Landau-Ginzburg-Devonshire（LGD）理论的局部极化反转的描述与去耦近似的计算的局部piezosesponse回路的形状，矫顽电压和振幅。LGD方法能够解决磁滞回线形成的热力学和动力学。与“刚性”铁电近似相反，这种方法允许压电张量分量依赖于铁电极化和介电常数。该模型合理化的非经典形状的动态压电力显微镜（PFM）的循环。
2010-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Polarization relaxation in thin-film relaxors compared to that in ferroelectrics
制备了弛豫PbMg_（1/3）Nb_（2/3）O_3和PbSc_（0.5）Nb_（0.5）O_3的外延薄膜，以及铁电PbZr_（0.65）Ti_（0.35）O_3、Pb_（0.955）La_（0.045）Zr_（0.65）Ti_（0.35）O_3和Ba_（0.4）Sr_（0.6）TiO_3的外延薄膜，并在较宽的测量条件下研究了它们的介电性能。在铁电态下，畴的存在及其结构的变化决定了动态介电非线性和极化滞后。在薄膜弛豫器中，在随机场中随机相互作用的偶极子的取向是动态介电非线性的原因，而所观察到的滞后被认为是由于所施加的场与偶极子和内场的弛豫时间之间的连接而产生的。在薄膜（Ba，Sr）TiO_3中，发现高温介电滞后为类弛豫。
2006-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Landau-Khalatnikov Circuit model for Ferroelectric Hysteresis
本文给出了Landau-Khalatnikov动态铁电模型的电路等效模型。对滞回特性的微分方程进行了计算机数值模拟。模拟滞后环的大小和形状强烈地依赖于驱动电场的频率和幅度。这种依赖性使得矫顽电场的实验提取变得困难。详细解释了驱动Landau-Khalatnikov模型的分岔现象。
2001-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Non-ferroelectric nature of the conductance hysteresis in CH3NH3PbI3 perovskite-based photovoltaic devices
我们目前的测量电导滞后CH 3 NH3 PbI 3钙钛矿薄膜，使用双波法进行，为了调查的铁电响应的可能性。在0.1 Hz至150 Hz的范围内观察到滞后的强烈频率依赖性，在低于0.4 Hz的频率下滞后电荷密度超过1000 μC/cm 2-这是铁电响应的非特征行为。我们发现，所观察到的滞后电导，以及在阻抗谱中的双弧的存在下，可以完全解释由移动离子的迁移偏置下的时间尺度上的秒。我们的测量将任何固有频率无关极化的上限约为1 μC/cm 2，排除了铁电性作为电流-电压滞后的主要原因，并提供了离子迁移在改变CH 3 NH3 PbI 3器件效率方面的重要性的进一步证据。
2015-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization Screening Effect on Local Polarization Switching Mechanism and Hysteresis Loop Measurements in Piezoresponse Force Microscopy
压电响应力谱（PFS）已成为探测纳米尺度上的极化动力学的有力工具。施加直流偏压到与铁电表面接触的纳米级探针导致铁电畴在探针顶点下方成核和生长。后者影响由探针检测的局部机电响应。由此产生的磁滞回线包含局部铁电开关的信息。PFS数据的自洽分析需要（a）导出畴成核的热力学参数和（b）建立畴参数与PFM信号之间的关系。本文分析了畴壁屏蔽效应对局域极化反转机制的影响。结果表明，屏蔽不仅控制了畴形核激活能，而且控制了磁滞回线饱和速率。
2007-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy-driven thermal conductivity switching and thermal hysteresis in a ferroelectric
我们提出了一个理论建议的热开关的设计的基础上的各向异性的热导率的PbTiO 3和旋转的铁电极化与外部电场的可能性。我们的计算是基于声子玻尔兹曼输运方程的迭代解，并依赖于有效的第二原理密度泛函理论方案内计算的原子间力常数。我们还表征了在施加电场的存在下的热导率的滞后循环，并表明响应时间将受到铁电开关本身的速度的限制，因此可以在高频制度下工作。
2019-10-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Three-Dimensional Phase Field Simulations of Hysteresis and Butterfly Loops by Finite Volume Method
基于有限体积法求解含时的Ginsburg-Landau方程组，对铁电滞回线和蝶形回线进行了三维模拟。数值研究了拉应变和压应变的机械外载荷对滞回线和蝶形回线的影响。文中还介绍了三维铁电畴的形成和演化过程。模拟结果成功地揭示了宏观上的非线性响应所施加的应力和电场。
2015-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Experimental discovery of structure-property relationships in ferroelectric materials via active learning
铁电材料中结构和拓扑缺陷的新兴功能支撑了从畴壁电子学到高介电和机电响应的极其广泛的应用。其中许多已被发现和量化通过本地扫描探针显微镜方法。然而，到目前为止，对这些功能的搜索一直是基于试错法或使用辅助信息，如地形或畴壁结构，以识别潜在的感兴趣的对象，基于操作员的直觉或预先存在的假设，与随后的手动探索。在这里，我们报告了一个机器学习框架的开发和实现，该框架积极发现在电滞回线中编码的铁电材料中的局部畴结构和极化切换特性之间的关系。后者和描述符，如成核偏置，矫顽偏置，磁滞回线面积，或更复杂的功能的磁滞回线的形状和相应的不确定性被用来指导发现通过自动piezoresponse力显微镜（PFM）和光谱实验。因此，这种方法结合了机器学习方法的力量，以学习高维数据之间的相关关系，以及采集函数中编码的基于人类的物理见解。对于铁电体，该自动化工作流程表明，在场和离场磁滞回线的发现路径和采样点有很大不同，表明在场和离场磁滞回线由不同的机制支配。所提出的方法是通用的，可以应用于广泛的现代成像和光谱方法，从其他扫描探针显微镜模式，电子显微镜和化学成像。
2021-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Unusual Resistance Hysteresis in n-Layer Graphene Field Effect Transistors Fabricated on Ferroelectric Pb(Zr_0.2Ti_0.8)O_3
我们在外延铁电Pb（Zr_0.2Ti_0.8）O_3（PZT）薄膜上制备了n层石墨烯场效应晶体管。在低栅极电压下，PZT表现为高k电介质，k高达100。一个不寻常的电阻滞后发生在门扫描在高电压，其方向相反的预期从PZT的极化切换。亚稳态的弛豫是热激活的，在300 K下具有50-110 meV的激活势垒和6小时的时间常数。我们将其起源归因于吸附在石墨烯-PZT界面处的水分子的缓慢解离/重组动力学。这种鲁棒的滞后可以潜在地用于构造石墨烯-铁电混合存储器器件。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Double polarization hysteresis loop induced by the domain pinning by defect dipoles in HoMnO3 epitaxial thin films
本文报道了多铁性HoMnO_3薄膜在铁电居里温度以下的类反铁电双极化电滞回线。这种有趣的现象是由于在薄膜生长过程中无意引入的缺陷偶极子对畴的钉扎作用。电子顺磁共振谱表明薄膜中存在Fe 1+缺陷，第一性原理计算表明缺陷偶极子由氧空位和Fe 1+缺陷组成。基于点缺陷的位置偏好性，讨论了薄膜生长过程中带电点缺陷的迁移和沿铁电极化方向缺陷偶极子的形成。由于HoMnO 3的高温低对称结构，与其他铁电体（例如，BaTiO 3）。
2010-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Electron transport through asymmetric ferroelectric tunnel junctions: current-voltage characteristics
我们已经进行了计算的电流-电压特性的电子隧道电流通过一个薄的绝缘铁电势垒的结假设，界面传输的左，右接口显着不同，由于相异的接口。得到的电导与电压和电流与电压的曲线表现出很好的区别不对称滞后。我们发现，滞后效应的不对称性可能源于结内的不对称偏置电压分布。特别地，我们分析了当偏置电压分布对自发极化反转不敏感时发生的磁滞不对称性。
2010-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Modelling of Pyroelectric Response in Inhomogeneous Ferroelectric-Semiconductor Films
本文对Landau-Khalatnikov方法进行了改进，证明了非均匀铁电-半导体薄膜的热释电响应可以用六个序参量的耦合方程来描述：平均位移及其均方涨落和与电荷缺陷密度涨落的相关性，平均热释电系数及其涨落和与电荷缺陷密度涨落的相关性。与Landau-Khalatnikov型方程相比，耦合方程描述了热释电响应的非均匀反转，热释电系数在热力学矫顽场附近出现尖锐的峰。在我们的模型框架内，热释电的磁滞回线变得更加平滑，薄和低，以及热释电系数峰附近的矫顽场完全消失的缺陷引起的无序的增加。这种效应类似于弛豫铁电体中铁电滞回线的“正方形到细长形的转变”。缺陷浓度的增加也导致无序铁电体典型的矫顽场急剧下降。掺杂和非均匀铁电体的热释电磁滞回线通常具有典型的光滑形状，没有任何热释电系数峰，矫顽场值远低于热力学值。因此，我们的方法定性地解释了现有的实验结果。我们的模型和典型的Pb（Zr，Ti）O_3-膜的热释电和铁电回路之间的定量协议已经得到。
2005-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Control of polarization hysteresis temperature behavior by interfacial screening in thin ferroelectric films
铁电界面是极性表面性质基础研究的独特模型对象，例如自由载流子自发极化的通用屏蔽机制以及与环境介质的可能离子交换。在铁电体中，离子吸附对铁电体极化反转的影响已在实验和理论上得到了研究，但对铁电体极化滞后温度行为的影响还没有得到探讨。此外，线性和非线性电子屏蔽的铁电滞后的比较理论分析，以及自发极化的强非线性离子屏蔽是缺乏的。在这项工作中，我们研究的自由能释放的薄铁电薄膜覆盖的屏蔽电荷层的不同性质和超薄的间隙分离膜表面的顶部电极和计算在不同温度下的极化和屏蔽电荷在所考虑的系统的磁滞回线。考虑了三种基本模型的屏蔽电荷密度对电势的依赖关系，即线性Bardeen型电子表面态（BS）模型、非线性Fermi-Dirac（FD）态密度模型和强非线性Stephenson-Highland（SH）模型.出现的BS，FD和SH屏蔽电荷，其性质主要是不同的，确定的自由能救济（包括对应于在不同的施加电压的自由能最小值的极化值），并控制在不同温度下的极化磁滞回线的形状。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic effect on off-field ferroelectric hysteresis loop in piezoresponse force microscopy
压电响应力显微镜（PFM）已被广泛利用作为一个通用的和不可或缺的工具来理解和分析纳米铁/压电性能，通过检测样品表面上的局部机电响应。然而，已经发现，机电响应不仅源于压电性，而且还源于其他因素，如静电效应。在这项研究中，我们探讨了在一个原型的铁电薄膜通过施加一个外部电压的底部电极在测量过程中的表面电位诱导的静电效应的依赖性的离场PFM电滞回线。我们简化的情况下，通过等同的表面电位的直流电压波形的变化和预测的贡献的表面电位引起的静电效应的PFM磁滞回线。实验结果与我们的预测基本一致，矫顽电压随表面电位线性下降，而饱和振幅和压电响应几乎保持不变，这是由于铁电薄膜具有较大的压电系数.
2020-04-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Comparison of polarization switching in ferroelectric TGS and relaxor SBN crystals
在较宽的测量条件下，对常规的均相硫酸三甘氨酸（（NH_{2} CH_{2} COOH）_{3} \cdot H_{2} SO_{4} ; TGS）和弛豫型钛酸锶钡（Sr_{0.61} Ba_{0.39} Nb_{2} O_{6} ; SBN）晶体的极化反转动力学进行了对比实验分析。从微观结构、开关电流和D-E磁滞回线记录等方面收集了实验数据。电滞回线和介电谱与铁电微畴的结构有很强的联系。用双折射液晶（NLC）方法研究了畴结构动力学。
2013-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Coupling of magnetic and ferroelectric hysteresis by a multi-component magnetic structure in Mn2GeO4
橄榄石化合物Mn 2GeO 4显示出具有铁电极化和铁磁磁化，它们直接耦合并沿相同方向指向。我们表明，自旋螺旋产生铁电性（FE），和倾斜的公度序导致弱铁磁性（FM）。对称性表明，FM和FE之间的直接耦合是由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用介导的，该相互作用仅存在于铁电相中，控制螺旋旋转的意义和相称结构的倾斜。我们的研究展示了在Mn 2GeO 4等磁致阻挫材料中发现的多组分磁性结构如何为表现出耦合FM和FE的功能材料提供新的途径。
2012-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Detangling Extrinsic and Intrinsic Hysteresis for Detecting Dynamic Switch of Electric Dipoles using Graphene Field-Effect Transistors on Ferroelectric Gates
在Pb0.92La0.08Zr0.52Ti0.48 O3栅极GFET/PLZT上的石墨烯场效应晶体管上观察到源极-漏极电流对背栅电压ID-VBG特性从非本征极性分子主导滞后到由铁电薄膜固有的缺氧表面层诱导的反滞后的转变。在真空退火过程中开发的栅极，以系统地去除吸附在GFET沟道表面上的极性分子。这允许GFET/PLZT栅极器件上的非本征和本征磁滞的解缠，以及使用GFET的电偶极子的动态开关的检测，利用它们在铁电栅极上的高选通效率。电荷捕获和钉扎机制的模型，提出了成功地解释过渡。分别响应于正极性、负极性以及交替极性的脉冲VBG串，源极-漏极电流ID变化是瞬时的，其中响应幅度遵循由DC VBG测量的ID-VBG回路，考虑到当栅极电场超过PLZT的矫顽场时给定VBG脉冲之后的剩余极化。在室温下的检测灵敏度约为212偶极/μ m ~ 2，表明GFET/铁电栅器件为电偶极动态开关的非制冷检测提供了一种有前途的高灵敏度方案。
2015-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular ferroelectric contributions to anomalous hysteresis in hybrid perovskite solar cells
我们报告了一个模型描述的分子取向无序CH 3 NH3 PbI 3，解决了一个经典的哈密顿参数与电子结构计算，通知从头算分子动力学的运动的性质。我们调查的温度和静态电场依赖的平衡铁电（分子）域结构和由此产生的极化率。观察到一个丰富的孪生分子偶极子的域结构，强烈变化的温度和施加的电场的函数。我们建议，与微观极化域相关的内部电场有助于在混合有机-无机钙钛矿太阳能电池的电流-电压响应的滞后异常，由于在散装的电子-空穴复合的变化。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Space charge dynamics in solid electrolytes with steric effect and Vegard stresses: resistive switching and ferroelectric-like hysteresis of electromechanical response
我们进行了自洽建模的电输运和机电响应的固体电解质薄膜允许移动带电缺陷（离子，质子或空位），电子退化和Vegard应力的空间效应。在较宽的外加电压频率范围内，我们建立了空间电荷动力学、电流-电压曲线和弯曲-电压曲线特征之间的相关性。电子开路电极的弯曲电压环和双滞后电流-电压环上的电流极大值出现明显的铁电类滞后。具有明显驼峰的双磁滞回线指示忆阻器类型的电阻切换。由于电子子系统和离子子系统之间的强耦合而发生切换。随着外加电压的周期性变化，电子密度的亚稳态峰值出现在一个开路电极附近，并向另一个开路电极移动。我们的结果可以解释固体电解质薄膜中电学和机械记忆效应的本质和相关性。推导出了固体电解质薄膜电致弯曲的解析表达式，证明了用干涉法可以检测到薄膜的电致弯曲。
2013-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Guided search for desired functional responses via Bayesian optimization of generative model: Hysteresis loop shape engineering in ferroelectrics
跨多个学科的预测建模的进展已经产生了能够在预测材料的宏观功能响应方面具有高准确性的生成模型。相应地，感兴趣的是逆问题的模型参数，将产生所需的宏观响应，如应力-应变曲线，铁电迟滞回线等，在这里，我们建议和实施一个高斯过程为基础的方法，允许有效地采样退化参数空间的一个复杂的非本地模型的输出区域的参数空间产生所需的功能。我们讨论了采集函数和采样函数的具体适配，以使过程高效，并平衡对多个可能的最小值的参数空间的有效探索和对目标行为优化的感兴趣区域进行密集采样的利用。这种方法通过铁电材料中的磁滞回线工程来说明，但可以适用于其他功能和生成模型。该代码是开源的，可在[github.com/ramav87/Ferrosim]获得。
2020-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Effect of surface induced nucleation of ferroelastic domains on polarization switching behavior in constrained ferroelectrics
利用含时Ginzburg-Landau理论研究了约束铁电体中表面在极化反转过程中的作用。该模型采用了弹性和电致伸缩的影响，在一个长距离的相互作用的形式，是通过消除应变场的弹性协调约束。研究了表面极化消失的正方形有限尺寸约束铁电系统。滞后的计算机模拟表明，约束的正方形的角落作为成核源的$90^{o}$域结构。研究还发现，在具有半无限（无角）几何形状的体系中，$90^{o}$畴结构不成核。对于角自由的情况下，极化开关的$180^{o}$重新取向和正面的反向域出现的表面，最终席卷整个系统。还研究了磁滞回线的尺寸依赖性。
2002-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic and Intrinsic Charge Trapping at the Graphene/Ferroelectric Interface
研究了石墨烯与铁电超晶格$\mathrm{PbTiO_3/SrTiO_3}$（PTO/STO）之间的界面。通过PTO/STO体积分数调整转变温度使石墨烯-铁电界面处的吸附物最小化，从而允许证明稳健的铁电滞后。来自铁电表面缺陷的本征电荷陷阱会对石墨烯沟道滞后产生不利影响，并且可以通过仔细的样品处理来控制，从而能够系统地研究电荷陷阱机制。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vibrational properties of CuInP2S6 across the ferroelectric transition
为了探索一个两个亚晶格铁电体的属性，我们测量的红外和拉曼散射响应的CuInP 2S 6跨铁电和玻璃态转变，并比较我们的研究结果的对称性分析，计算的相稳定性，和晶格动力学。除了揭示位移字符和周围的铁电转变温度T_C的大滞后区，我们确定的振动模式，稳定的极性相，并确认存在两个铁电变体具有相反的极化。低于TC，一个不太了解的松弛或玻璃化转变在Tg的特点是局部结构的变化，在微妙的峰位移和激活的低频面外的铜和In的含模式的形式。后者是由于Cu/In配位环境和相关的有序-无序过程的变化。此外，Tg发生在两个步骤中，具有另一个大的滞后区域和显著的底层散射。结合室温相分离的成像，这一努力奠定了基础，研究CuInP 2S 6在外部刺激下，在超薄极限。
2022-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Scanning probe imaging of coexistent ferromagnetism and ferroelectricity at room temperature
通过标准铁电和铁磁磁滞回线测量和各种扫描探针显微镜，研究了名义成分为PbTi_（0.5）Fe_（0.5）O_（3-d）的新型材料的薄膜中铁磁性和铁电性的室温共存。磁畴和铁电畴都在材料的同一空间区域中观察到，这意味着在该系统中的相共存。对于这两个序参量，样品形态强烈影响畴壁的粗糙度。
2006-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Revisiting the theory of ferroelectric negative capacitance
在本文中，我们重新审视了负电容理论，在（i）独立的铁电体，（ii）铁电-介电体，和（iii）铁电-半导体串联组合，并表明，重要的是要最小化组合系统的总吉布斯自由能（而不仅仅是铁电体的自由能），以获得正确的状态。该理论解释分析和使用数值模拟，铁电材料的一阶和二阶相变。对于铁电-电介质组合，推导出了在不同操作制度下的磁滞和增益的精确条件。最后，分析了铁电-半导体串联组合，以获得洞察的可能性，实现陡峭的斜坡晶体管的磁滞自由的方式。
2016-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Novel magnetic and ferroelectric behaviors observed in alpha Fe2O3 particles
以NaHB_4为还原剂，采用还原反应法和常规烧结工艺制备了α-Fe_2 O_3粉体。利用Rietveld精修剖面对所制备的Fe 2 O3进行了XRD分析，结果表明所制备的Fe 2 O3具有铁磁结构（赤铁矿）。VSM回线具有明显的室温弱铁磁性，形状各向异性效应可能会引入箍缩磁滞回线。同时具有“五重”铁电滞回线的α-Fe_2 O_3的铁电行为证实了这种结构的Fe_2 O_3是一种新型的多铁性材料。
2020-09-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Disentangling stress and curvature effects in layered 2D ferroelectric CuInP2S6
通过压电响应力显微镜与有限元Landau-Ginzburg-Devonshire模型，研究解耦了二维铁电CIPS中的曲率与应变效应，发现弯曲诱发亚铁电畴且挠电效应影响局部极化迟滞，为曲率工程纳米器件开辟新途径。
2023-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Ferroelectricity and Spin Current Waves in M-Type Barium Hexaferrite
本文报道了具有优良磁性能的M型钡铁氧体（BaFe_（12）O_（19））的本征铁电性和相关介电性质。典型的完全饱和的电极化的强度（P-E）磁滞回线、I-V曲线上的两个非线性反转电流峰以及在居里温度附近的介电常数的巨大变化都为BaFe 12 O 19陶瓷的铁电性提供了充分的实验证据。它具有108 μ C/cm 2的大剩余极化和117 kV/cm的合适矫顽场。BaFe_（12）O_（19）陶瓷的介电温谱中在194 C和451 C处出现的两个峰被认为是铁电-反铁电和反铁电-顺电结构的相变。还观察到常规的强磁滞回线。BaFe_（12）O_（19）陶瓷的磁感应极化是以交变自旋电流波的形式实现的。在500 mT的外加磁场下，获得了幅度为23 mV的ME耦合电压。BaFe_（12）O_（19）具有大铁电体和强铁磁性的复合功能响应，显示了其优异的多铁性，这为研制具有磁电序主动耦合效应的新型电子器件提供了巨大的机遇。
2020-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Charge effects in donor doped perovskite ferroelectrics
掺杂是调节铁电钙钛矿的物理性质的广泛使用的方法。由于掺杂会由于某些元素的取代而引起电荷，因此在掺杂样品中应考虑电荷效应。为了了解电荷如何影响系统，我们将偶极-电荷相互作用纳入我们的模拟中，在模拟中可以很好地再现捏滞回线。提出了两种电荷补偿模型并进行了数值研究，以了解镧掺杂对BaTiO $_{3}$铁电相变温度和电滞回线的影响。两个电荷补偿模型的后果进行了比较和讨论。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Scaling behavior of dynamic hysteresis in Na0.5Bi4.5Ti4O15 bulk ceramics
在频率为0.01 ~ 100 Hz，电场为10 ~ 150 kV/cm的周期性电场作用下，测量了钛酸铋钠（Na_（0.5）Bi_（4.5）Ti_4 O_（15））块体陶瓷的铁电滞回线。研究了Na_（0.5）Bi_（4.5）Ti_4 O_（15）块体陶瓷动态滞后的三阶段标度行为。在低电场振幅下的标度行为被描述为对于<A>低频与f^（-0.122 <$E0^3.30）成比例，对于<A>高频与f^（-0.122 <$E0^3.15）成比例。<A>、f和E0分别表示磁滞回线的面积、周期电场的频率和幅值。在矫顽场附近的E0处，标度行为的形式为：<A>低频与f^（-0.11 <$E0^4.28）成比例，高频<A>与f^（-0.11 <$E0^4.17）成比例。在高E0处，我们得到<A>对于低频与f^（-0.04 <$E0^2.90）成比例，对于<A>高频与f^（-0.06 <$E0^2.75）成比例。对标度关系的贡献主要来自于低E0时铁电畴反转的可逆性、E0时畴壁在矫顽场附近的运动速度以及高E0时同时发生的可逆和不可逆畴反转。
2018-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Comment on '[N(CH3)3H]2ZnCl4: Ferroelectric properties and characterization of phase transitions by Raman spectroscopy'
本文作者评论称，四氯锌酸三甲基铵晶体在282 K时发生铁电-顺电相变。但在此温度以下没有观察到铁电电滞回线。此外，在低温阶段，铁电畴壁应该存在，从而在低频电场中产生介电弛豫。结果表明，该相变为二级相变。这一结论与DSC数据相反，DSC数据中的相变具有很强的一级特征。在整个测量温度范围内，介电损耗是介电常数实部的100倍。
2016-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Electromechanical Hysteresis in Phase Change Material Sb2S3
Lehigh University（理海大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
研究Sb2S3玻璃陶瓷的压电响应力显微镜实验，发现其迟滞行为源于非压电贡献，揭示了晶态与非晶态Sb2S3的电学差异。
2026-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of strong room-temperature ferroelectricity and multiferroicity in 2D-Ti$_3$C$_2$T$_x$ free-standing MXene film
二维（2D）多铁性材料是智能技术发展的关键候选材料。在这里，我们采用了一种简单的合成方法来实现人们期待已久的开发铁电和多铁性2D材料的梦想，特别是在称为MXenes的新型材料中。蚀刻的Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene首先在HF处理之后合成，然后进行分层工艺以成功合成自支撑Ti $_3$ C $_2$ T $_x$膜。然后将自支撑膜在室温下暴露于空气以及在不同温度下加热以形成衍生自Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene本身的TiO $_2$层。TiO $_2$是一种初期铁电材料，具有复合铁电相。结构和形貌分析证实了自支撑膜的成功合成，拉曼光谱揭示了不同相的TiO $_2$的形成。铁电体的测量表明，在室温下的一个明确的极化滞后回线。此外，在薄膜中观察到的磁滞表明在室温下的铁电和铁磁相之间的耦合的可能性。还进行了磁电耦合测试，其显示在施加的磁场下的清晰的、可切换的自发极化。这是首次报道室温下二维自支撑MXene薄膜中存在铁电相和多铁性耦合，这开辟了室温下基于二维材料的电和磁数据存储应用的可能性。
2022-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric hysteresis in singly aligned graphene-hBN moiré superlattices
CIC nanoGUNE（纳米科技联合研究中心）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU（物质物理中心（CFM-MPC）CSIC-巴斯克大学联合中心）
通过霍尔测量和温度依赖性实验，证实单层石墨烯-六方氮化硼莫尔超晶格中存在铁电响应，并揭示其源于莫尔超晶格能带导致的异常电荷屏蔽，自发极化从2K持续至室温。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field induced ferroelectric loop in Bi0.75Sr0.25FeO3
在Bi_（0.75）Sr_（0.25）FeO_（3-δ）中观察到的磁场诱导的铁电电滞回线是最重要的。反铁磁性和弱铁磁性的共存是导致原始磁弹性和磁铁电性的原因。当施加外部磁场时，磁致伸缩效应的存在支持向均匀反铁磁和铁电相的结构转变。磁场诱导极化是最高的报道中的基于薄膜或散装形式的BiFeO 3的系统（Pr=96微C/cm 2，在10 T），而铁电矫顽场是最低的报道（Hc=661（V/cm），在10 T）。这些特性使得这种材料在技术应用中非常有吸引力。
2008-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Peculiarities of polarization switching in ferroelectric semiconductors with charged inhomogeneities
我们提出了带电缺陷铁电半导体极化反转特性的唯象描述和占主导地位的非本征导电。我们修正了Landau-Ginsburg方法，证明了上述非均匀系统的宏观状态可以用三个序参量的三个耦合方程来描述。无论是实验观察到的矫顽场值远低于热力学和各种磁滞回线变形（轻微，收缩和双循环）已获得在我们的模型的框架。这些结果定性地解释了掺Ce的SBN单晶、掺Nd的PZT薄膜和掺La的PZT陶瓷等铁电体材料中的铁电开关现象。
2004-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Tetragonal CH3NH3PbI3 Is Ferroelectric
卤化物钙钛矿（HaP）半导体通过显示用特别是四氢甲基铵三碘化铅（MAPbI 3）制成的太阳能电池的显著性能而彻底改变光伏（PV）太阳能转换。特别地，这些电池的低电压损耗意味着光生载流子的显著低的复合率。有人建议，低复合可能是由于空间分离的电子和空穴，一种可能性，如果MAPbI 3是一个半导体铁电体，然而，这需要明确的实验证据。作为第一步，我们表明，在operando，MAPbI 3（不像MAPbBr 3）是热释电的，这意味着它可以是铁电的。下一步，证明它是（不是）铁电体，是具有挑战性的，因为材料的相对较高的电导率（一个适合光伏转换的光学带隙的结果！）以及在高施加偏压下的低稳定性。这排除了铁电电滞回线的正常测量，以证明铁电性是可切换极化的标志。通过采用一种适合于漏电材料的方法，如MAPbI 3，我们在这里展示了在低温下（仍然在室温稳定相的四方相内）来自良好表征的单晶的铁电滞后。使用化学蚀刻，我们还成像极性域，铁电性的结构指纹，周期性地沿着晶体的极轴堆叠，正如理论预测的那样，与整体晶体尺寸成比例。我们还成功地探测到了清晰的二次谐波产生，这是材料非中心对称性的直接证据。我们注意到，材料的铁电性质，可以，但不明显需要在PV电池中是重要的，在室温附近工作。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Polarization vortex domains induced by switching electric field in ferroelectric films with circular electrodes
我们描述了铁电薄膜与圆形电极和发展的热力学理论，解释以前神秘的实验。它被发现是特别有用的限制的几何形状，如微结构的边界条件是众所周知的发挥重要作用的铁电性能。我们探索了一种新的开关机制，它包括一个不均匀的旋转运动的极化，并导致一个扩展的涡旋状态。涡旋的外观表现出一阶场致相变的特性：三个临界电场和滞后行为的可能性。
2014-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Internal electric field originated from mismatch effect and its influence on ferroelectric thin film properties
在唯象理论框架下计算了铁电薄膜的性质。将定义欧拉-拉格朗日微分方程边界条件的表面能表示为表面张力能。后者通过与衬底和薄膜晶格常数和热膨胀系数失配有关的表面极化和张力张量来表示。计算了薄膜的极化分布、温度、厚度和外电场的依赖关系、磁滞回线以及平均介电常数随温度和薄膜厚度的依赖关系，考虑了失配诱导极化Pm，导致内部厚度依赖场的出现。它已被证明，这个领域的影响急剧所有的属性行为。特别地，极化曲线变得不对称，平均极化温度依赖性类似于外部电场中的平均极化温度依赖性，并且存在外部场被内部场屏蔽的可能性。磁滞回线的不对称性使我们有可能假设最近在某些薄膜中观察到的自极化现象与失配效应有关。当体材料的Pm值小于极化强度PS时，存在厚度诱导铁电-顺电相变。足够大的失配效应可能是铁电薄膜中铁电相守恒的物理原因。的可能性，以观察的特殊性的薄膜性能的温度和厚度的依赖关系有关的失配效应进行了讨论。
2004-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Simulated hysteresis loop of a bent Fe-rich glass-covered wire
我们提出了新的微磁模拟，其中考虑到内部磁弹性应力的空间分布上的线的形状的影响。局部磁弹性各向异性近似为单轴的，由于应力分布的空间依赖性。使用$mumax^3$软件计算焊线体积的磁滞回线，并单独计算焊线选定部分（包括表面）的磁滞回线。计算出的表面磁滞回线的双稳性取决于内核的相邻部分的行为，最接近的表面单元，在那里的表面回路被测量。
2015-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Angular Preisach analysis of Hysteresis loops and FMR lineshapes of ferromagnetic nanowire arrays
利用Preisach分析方法研究了在不同磁场与铁磁性镍纳米线阵列共轴夹角下的磁滞回线。当扩展到铁磁共振（FMR）线型，从相应的磁滞回线提取相同的参数集，Preisach分析表明，为了解释实验结果，应该使用不同的分布的相互作用或双折射率。检查磁滞回线和FMR线宽与场角的行为，我们推断，角度依赖性可能会被利用在角度传感设备，可以与各向异性（AMR）或巨磁阻（GMR）的设备竞争。
2013-06-20 cond-mat.mtrl-sci
