Double domain resonance in a periodically poled ferroelectric wafer
周期性极化铁电晶片是二维声子超晶格。这种固体的重要应用包括用于低强度超声波检查的微/纳米尺度的新型超声换能器、铁电数据存储以及用于下一代通信和信息技术的甚高频芯片的开发等。在实际应用中，通常需要电能和机械能之间的转换。在这项工作中，我们发现的频率特性的一个有效的声-电相互作用的二维声子超晶格插入铌酸锂晶片。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall
Blowing Polar Skyrmion Bubbles in Oxide Superlattices
类粒子拓扑结构，如skyrmions和涡旋，由于其丰富的物理内涵和潜在的广泛应用，引起了人们越来越多的兴趣。在这里，我们发现极性skyrmion气泡和有序的涡旋阵列在铁电超晶格在电场下的可逆切换，让人想起流体力学中的高原-罗利不稳定性。构造了电场相图，显示了观测到的极skyrmion的宽稳定窗口。本研究为铁电拓扑结构和场致拓扑相变的计算设计提供了一个示范。
2017-11-03 cond-mat.mes-hall
Magnetoelectric Coupling and Electric Control of Magnetization in Ferromagnet-Ferroelectric-Metal Superlattices
铁磁体-铁电体-金属超晶格是实现大室温磁电效应的理想材料。自旋相关的电子屏蔽是微观水平上的基本机制。我们还预测在这种结构中的磁化的电控制。在我们的三组分结构中自然破缺的反转对称性引入了$P M^2$的磁电耦合能。这种磁电耦合效应在铁磁-铁电异质结构中是普遍存在的，与特定的化学或物理键合无关，并将在多铁性领域发挥重要作用。
2009-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Piezoelectric networks and ferroelectric moiré superlattice domains in twistronic WS$_2$/MoS$_2$ and WSe$_2$/MoSe$_2$ bilayers
扭转范德华异质结构为纳米材料的工程光电性能提供了令人兴奋的机会。在这里，我们使用多尺度建模研究捕获的载流子和激子的铁电极化和压电电荷的畴结构的双电子WX $_2$ /MoX $_2$双层膜（X=S，Se）。对于几乎对齐的2 H-型双层，我们发现，空穴和电子被困在相反的- WMo和XX（钨钼{ \it与}覆盖硫族元素）-角的蜂窝状域壁网络，交换其位置在一个扭曲角$0.2^{\circ}$，与XX角提供$30$ \，毫电子伏深陷阱的层间激子的所有角度。在3R型双层中，电子和空穴都被捕获在三角形“3R堆叠”域中，其中WX $_2$硫属元素设置在MoX $_2$层上，其充当对于扭转角$\lesssim 1^{\circ}$的层间激子的$130$ \，meV深量子盒，对于朝向域壁网络XX堆叠位点的较大角度偏移。
2021-02-04 cond-mat.mes-hall
The interplay of ferroelectricity and magneto-transport in non-magnetic moiré superlattices
本工作在石墨烯/六方氮化硼莫尔超晶格中发现了界面铁电性及其磁场增强效应，并揭示铁电极化对量子输运的调制作用，为二维存储与逻辑应用提供新途径。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity driven magnetism at domain walls in LaAlO$_3$/PbTiO$_3$ superlattices
除了在某些多铁性材料中，电荷偶极矩和自旋矩很少在单相体材料中共存。尽管在过去的十年里取得了很大的进展，但大多数多铁性材料的磁电性能仍然很差，这是由于电荷偶极子和自旋矩之间的内在排斥。作为一种替代方法，氧化物异质结构可以避开块体材料的本征限制，并提供更有吸引力的潜力来实现磁电功能。本文对LaAlO $_3$ /PbTiO $_3$超晶格进行了第一性原理研究。虽然这两种组分都不是磁性的，但磁矩出现在这些超晶格中的PbTiO $_3$的铁电畴壁处。这种铁电畴和局域磁矩之间的扭曲，不仅表现出一种有趣的多铁性，而且可能有助于纳米异质结构中磁性的电控制。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatics and domains in ferroelectric superlattices
在铁电/介电二维异质结构和超晶格中产生的静电在这里重新审视一个最简单的Kittel模型，以定义一个明确的范例域形成的参考。通过形成180个$^{\circ}$畴在隔离的铁电或极性薄膜中屏蔽去极化场是很好理解的，由此对于足够厚的膜（$w\ll d$），畴$^{\circ}$的宽度按照Kittel定律作为膜厚度$d$的平方根增长。当薄膜沉积在介电衬底上时，这种行为在性质上是不变的，夹在两层之间，甚至在超晶格设置中，只有一个合适的重新归一化的基特尔长度。随着$d$减小，$w(d)$偏离基特尔定律，达到最小值，然后发散到足够薄的膜的单畴极限，总是假设铁电的给定自发极化$P$，仅通过对去极化场的线性响应来修改。在实验相关的大多数情况下，$P$在达到薄膜状态之前就会消失。超晶格的情况并非如此。与单个膜不同，对于单个膜，周围介质的介电常数的增加将从基特尔制度的偏离推到较低的$d$值，在超晶格中存在铁电/介电膜的相对厚度的临界值，超过该临界值，该行为被逆转，并且该临界值限定了超晶格中强铁电耦合和弱铁电耦合之间的分离。
2019-12-30 cond-mat.mes-hall 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
Optically Induced Picosecond Lattice Compression in the Dielectric Component of a Strongly Coupled Ferroelectric/Dielectric Superlattice
铁电/介电BaTiO 3/CaTiO 3超晶格的双带隙飞秒光激发导致结构响应，这是组件层之间的强静电耦合的屏蔽的结果。时间分辨的X射线自由电子激光衍射表明，光激发的结构响应包括一个净晶格膨胀的超晶格一致的去极化场屏蔽驱动的光激发载流子。去极化场屏蔽驱动的膨胀与从超晶格外延生长的底部电极发射的光声脉冲分离。超晶格X射线衍射强度的分布表明，去极化场屏蔽引起的应变包括在铁电体BaTiO 3和CaTiO 3中的收缩的光致膨胀。BaTiO 3层的膨胀幅度大于CaTiO 3层的收缩幅度。在BaTiO 3和CaTiO 3组件中的去极化场屏蔽驱动的应变的幅度的差异可以从BaTiO 3/CaTiO 3界面处的氧八面体旋转模式对CaTiO 3的极化的贡献中产生。去极化场屏蔽驱动的极化减少在CaTiO 3层指向一个新的方向，在一个强耦合的铁电/介电超晶格的组成层的极化的操纵。
2022-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dzyaloshinskii-Moriya Interaction in Magneto-Ferroelectric Superlattices: Spin Waves and Skyrmions
本文研究了铁电层和磁性层之间的Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）磁电耦合效应，磁性层是简单立方晶格的薄膜，其海森堡自旋通过交换$J$和DM与铁电界面的相互作用而相互作用。对$\pm{1}$在铁电薄膜中简单立方晶格位置的极化进行了归属，确定了磁性薄膜中的基态自旋组态。在零场下，GS是周期性非共线的，在垂直于层的外加场$\mathbf H$中，它表明在界面处存在Skyrmion。利用格林函数方法研究了零场条件下单层和双层铁电薄膜中的自旋波。我们发现，DM相互作用强烈影响的长波SW模式。我们还计算了$T$在低温下的磁化强度。我们使用接下来的蒙特卡罗模拟来计算有限温度下的各种物理量，例如临界温度、层磁化和层极化，作为磁电DM耦合和所施加的磁场的函数。详细研究了向无序相的相变。
2018-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Switchable polar spirals in tricolor oxide superlattices
越来越多的证据表明，铁电态在纳米尺度上可以表现出迷人的拓扑结构，包括极涡和skyrmions，类似于在铁磁系统中观察到的那些。在这里，我们报告了一种新型的极性拓扑结构，有序阵列的纳米螺旋在三色铁电超晶格系统通过相场模拟的发现。这种极螺旋结构是由精细有序的半涡旋阵列组成，涡核呈波浪状分布。结果表明，该三色体系的居里温度为1000 K，从螺旋结构到面内正交畴结构的相变温度为650 K，比最近发现的极涡超晶格体系具有更高的热稳定性.此外，螺旋结构具有净面内偏振，可以通过实验上可行的无旋面内场来切换。开关过程涉及亚稳态涡旋状态，并且是完全可逆的。
2017-11-03 cond-mat.mes-hall
Complex polar superstructure controlled thermal conductivity in ferroelectric PbTiO3/SrTiO3 superlattices
Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）；Universidad Rey Juan Carlos（胡安卡洛斯国王大学）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2)（加泰罗尼亚纳米科学与技术研究所）；ALBA Synchrotron Light Facility（阿尔巴同步辐射光源设施）
研究铁电PbTiO3/SrTiO3超晶格中复极超结构对热导率的控制，通过整合两种外延薄膜到超晶格，利用其独特平台调节多种能量获得丰富相图，发现极性涡旋三维排列抑制热导率，且厚度增加热导率降低，可用于调节热传输。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Solitons Crafted in Epitaxial Bismuth Ferrite Superlattices
本文在铁酸铋钛酸锶超晶格中构建了多种铁电孤子拓扑结构，通过实验和模拟揭示了小至3 nm的拓扑缺陷及非整数拓扑电荷，为多铁拓扑电子学开辟了新机遇。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Landau level splitting with tunable one-dimensional graphene superlattice probed by magneto capacitance measurements
石墨烯独特的零能量朗道能级在体中具有粒子-空穴对称性，其在边界处被提升，导致分裂成两个手性边缘模式。长期以来，理论预言{ \it体}内零能朗道能级的分裂可以导致许多有趣的物理现象，如量子自旋霍尔效应、手征边缘模的Dirac类奇点等。然而，到目前为止，即使在hBN基底上获得的具有高磁场的分裂也不适合实验检测和功能。在理论计算的指导下，在这里，我们产生了一个大的间隙零能量朗道能级分裂（$\sim$ 150 meV）与使用的一维（1D）超晶格势。我们使用周期为$\sim$ 100 nm的金属栅极阵列在hBN封装的石墨烯器件中创建了可调谐的1D超晶格。朗道能级谱是通过测量磁电容谱可视化。我们监测分裂的第零朗道能级作为超晶格势的函数。观察到的分裂能量是一个更高的数量级相比，以前的研究分裂由于原始石墨烯的对称性破缺。用简并微扰理论解释了一维势中这种大的朗道能级分裂的起因。我们发现，由于周期势的存在，朗道能级变得色散，并在可调谐的带边获得尖锐的峰值。我们的研究将为在不久的将来从适当设计的周期性图案中创建可调谐的1D周期性结构以用于多功能化和器件应用（如石墨烯电子电路）铺平道路。
2018-01-20 cond-mat.mes-hall
Properties of the low-frequency phonon spectra of ferroelectric barium titanate-based heterostructures
在80-700 K的宽温范围内研究了外延Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3薄膜、双色BaTiO_3/Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3超晶格和三色BaTiO_3/Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3/SrTiO_3超晶格的偏振拉曼光谱。基于极性模的温度依赖性，我们确定了所研究的异质结构的相变温度。在亚太赫兹频率范围的Y（XZ）Y光谱中，我们发现双色BaTiO 3/Ba0.5Sr0.5TiO3超晶格中存在Debye型中心峰和软模。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multifaceted moiré superlattice physics in twisted WSe$_2$ bilayers
在扭曲的过渡金属二硫属化物（TMD）双层中的晶格重构引起电子和空穴的压电和铁电莫尔电位，以及跨双层的杂化的调制。在这里，我们开发的混合$\mathbf{k}\cdot \mathbf{p}$紧束缚模型来描述的电子和空穴在相关的山谷扭曲的TMD同质双层与平行（P）和反平行（AP）取向的单层单胞。我们应用这些模型来描述波纹超晶格效应在扭曲的WSe ${}_2$双层，结合微观\emph{ab initio}计算，并考虑封装，压力和电位移场的影响。我们的分析考虑到介观晶格弛豫，层间杂化，压电势，和层之间的弱铁电电荷转移，并描述了由该系统提供的多种可能性，这取决于P或AP取向，扭转角大小，和电子/空穴谷的选择。
2021-09-28 cond-mat.mes-hall
Anomalous Cyclotron Motion in Graphene Superlattice Cavities
我们认为石墨烯超晶格微带费米子探测磁输运实验中的电子干涉。通过对观测到的Fabry-Pérot干涉图样和相应的量子输运模拟进行解码，我们发现来自超晶格微带的狄拉克准粒子不经历常规的回旋运动，而是遵循更微妙的轨迹。特别地，在低磁场下的动力学的特征在于特殊的、直的轨迹段。我们的研究结果提供了新的见解超晶格微带费米子，并开辟了新的可能性，在电子光学实验中使用周期性电位。
2020-06-26 cond-mat.mes-hall
Assessing the nature of nanoscale ferroelectric domain walls in lead titanate multilayers
本研究结合多尺度计算与同步辐射漫散射实验，探究PbTiO3/SrTiO3超晶格中180°畴壁布洛赫分量的性质，发现其对边界条件敏感且非普遍存在，揭示超薄层畴壁结构更复杂。
2024-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly tunable moiré superlattice potentials in twisted hexagonal boron nitrides
本研究展示了扭转六方氮化硼莫尔超晶格平台，通过KPFM可视化铁电畴，实现高度可调的势强度、多级极化及激光原位操控，为可编程量子材料奠定基础。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ferroelectric-like SrTiO3 surface dipoles probed by graphene
石墨烯的电输运性质受其所处环境的影响很大。由于其高介电常数，钛酸锶（STO）有望抑制长程带电杂质散射，从而提高迁移率。然而，这种增强的缺乏引起了一些关于散射机制的争议。在石墨烯器件从二氧化硅转移到STO使用新开发的技术，我们观察到一个适度的迁移率增强附近的狄拉克点，这是通过调整费米能级实现的电荷中性点。虽然块体STO不被称为铁电材料，但先前报道其表面表现出氧原子的向外位移和铁电性样偶极矩。当放置在STO上时，石墨烯在电阻率方面显示出强的和不对称的滞后，这与与氧置换相关的偶极图一致。表面偶极矩的滞后响应降低了极化率，从而削弱了STO屏蔽杂质库仑势的能力。
2014-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge-polarized interfacial superlattices in marginally twisted hexagonal boron nitride
University of Manchester（曼彻斯特大学）；National Graphene Institute, University of Manchester（曼彻斯特大学国家石墨烯研究所）；Imdea Nanociencia（Imdea纳米科学中心）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Centre for Advanced 2D Materials, National University of Singapore（新加坡国立大学先进二维材料中心）；Chongqing 2D Materials Institute（重庆二维材料研究所）
本研究通过静电力显微镜观察微扭转六方氮化硼界面，发现由弹性变形诱导的类铁电畴形成三角形超晶格，具有厚度无关的大表面电势，为设计新型范德华异质结构提供了新途径。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall
Signatures of van Hove singularities probed by the supercurrent in a graphene - hBN superlattice
由六方氮化硼衬底在石墨烯中诱导的莫尔超晶格强烈地改变了石墨烯的能带结构，这表现为新的狄拉克点的出现，伴随着范霍夫奇点。在这项工作中，我们提出了在约瑟夫森结由这样的石墨烯超晶格在长和扩散制度，其中的超导电流取决于无源能量。然后，我们可以从临界电流和正常态电阻的组合测量来估计石墨烯超晶格的特定态密度。结果与理论预测相符，并突出了范霍夫奇点处态密度的强烈增加。通过测量超电流的磁场依赖性，我们发现在这些奇点的边缘电流的存在。我们解释它的费米速度的减少与平坦的带在范霍夫奇点，这抑制了在散装的超导，而在边缘的电子保持较少的本地化，导致在边缘超导。我们将边缘的这种不同行为归因于缺陷或化学掺杂。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Theory of Polar Skyrmions in Layered Structure of Ferroelectric Perovskites
Indian Institute of Technology, Kharagpur（印度理工学院哈格普尔分校）
本文通过建立电极化与应变耦合的欧拉方程，求解出在(PbTiO3)n/(SrTiO3)n超晶格中每层具有独特拓扑数的斯格明子解，解释了无已知相互作用下极性斯格明子的形成机制，并揭示了斯格明子类型随层位置从Neel型到Bloch型的变化。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pinning of Ferroelectric Bloch Wall at a Paraelectric Layer
本研究通过相场模拟发现，BaTiO3-SrTiO3 超晶格中与畴壁厚度相当的顺电层可有效钉扎铁电畴壁，并使穿过的Bloch壁特征结构展开。
2018-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Pyroelectric doping reversal of MoS2 p-n junctions on ferroelectric domain walls probed by photoluminescence
本研究利用空间分辨光致发光揭示周期性极化 LiNbO3 的热释电电荷可无栅极调控单层 MoS2 掺杂，并在冷却时反转畴壁 p-n 结为 n-p 结。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
