Ferroelastic twin wall mediated ferro-flexoelectricity and bulk photovoltaic effect in SrTiO$_3$
本研究通过机器学习势模拟发现，SrTiO$_3$ 孪晶界极性可被超低应变梯度切换并保持，产生铁弹-挠曲电性与宏观极化，并提出了基于体光伏效应的实验检测方案。
2023-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Giant domain wall response of highly twinned ferroelastic materials
许多铁弹晶体显示在足够低的测量频率下的一个巨大的弹性软化低于Tc，这是由畴壁运动。材料范围从钙钛矿到铁基超导体和形状记忆材料。我们提出了一个模型-基于朗道-金兹伯格理论，包括针形铁弹域之间的长程弹性相互作用-来描述所观察到的超弹性软化。该理论预言，畴壁对非正常和正常铁弹材料的弹性磁化率的贡献是不同的。对SrTiO_3、KMnF_3、LaAl_3、La_（1-x）Nd_xP_5 O_（14）和NH_4 HC_2 O_（4.1/2 H_2 O）的实验数据进行了理论检验，结果与实验数据吻合得很好。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of ferroelastic domain walls on thermal conductivity
研究通过铝酸镧单晶实验与原子尺度计算，发现铁弹畴壁可作为高效控制器调节热导率，并揭示了热导率变化与畴壁组织及密度的定量关系。
2023-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Infrared nano-spectroscopy of ferroelastic domain walls in hybrid improper ferroelectric Ca$_3$Ti$_2$O$_7$
铁材料以畴壁的形式表现出不均匀性是众所周知的。了解这些边界的属性是至关重要的控制功能与外部刺激，并实现其潜力的超低功耗存储器和逻辑器件以及新的计算架构。在这项工作中，我们采用基于同步辐射的近场红外纳米光谱来揭示混合反常铁电体Ca $_3$ Ti $_2$ O $_7$中的铁弹（90 $^\circ$铁电）畴壁的振动特性。通过局部映射的Ti-O伸缩和Ti-O-Ti弯曲模式，我们揭示了如何结构序参量旋转跨越墙壁。因此，我们将观察到的近场振幅变化与潜在的结构调制联系起来，并测试铁电开关模型对真实空间的局部结构测量。这一举措打开了大门，宽带红外纳米成像的异质性铁。
2019-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Exploring Physics of Ferroelectric Domain Walls in Real Time: Deep Learning Enabled Scanning Probe Microscopy
通过在扫描探针显微镜（SPM）实验中实时实现计算机视觉算法，探索铁电材料中铁弹畴壁的功能。鲁棒的深度卷积神经网络（DCNN）基于深度残差学习框架（Res）和整体嵌套边缘检测（Hed）实现，并被集成以最大限度地减少分布外漂移效应。DCNN被实现用于SPM上的实时操作，将数据流转换为畴壁的语义分割图像和相应的不确定性。我们进一步证明了预选的实验工作流程，从而发现畴壁，并报告交替的高和低极化动态（平面外）铁弹畴壁（PbTiO 3）PTO薄膜和高极化动态（平面外）在短铁弹壁（与长铁弹壁相比）在锆钛酸铅（PZT）薄膜。这项工作建立了扫描探针和其他显微镜中数据流的实时DCNN分析框架，并强调了分布外效应的作用以及在实时分析中改善它们的策略。
2022-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelastic Domain Induced Electronic Modulation in Halide Perovskites
本研究通过阴极发光和显微拉曼光谱揭示CsPbBr3单晶铁弹畴壁处电子-声子耦合促进电荷分离，从而提升光电性能。
2025-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Antiferroelectric switching inside ferroelastic domain walls
本文以CaTiO3为范例，通过分子动力学计算揭示铁弹畴壁极化在高电场下因畴壁变宽、挠曲电减弱而可实现反铁电型双电滞回线切换，并可作为体相极性相变的成核点。
2025-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ferroelastic twin angles at the surface of CaTiO$_\mathrm{3}$ quantified by PhotoEmission Electron Microscopy
本文利用光电子发射显微镜测量CaTiO₃(001)表面铁弹性孪晶壁角，通过分析不同畴表面光电子发射的角度依赖性并关联发射阈值偏移与倾斜角，定量确定孪晶形貌介于179.1°至180.8°之间。
2023-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Individual Barkhausen pulses of ferroelastic nanodomains
在电场偏置时，铁电材料显示出被称为巴克豪森跳跃的极化不连续性，这是被称为爆裂噪声的更一般现象的一个子类。在这里，我们遵循在纳米尺度上的运动的90度针域诱导的电场施加在原型铁电钛酸钡的极化方向，在透射电子显微镜。巴克豪森脉冲的运动和周期性的性质导致畴彼此之间但不接触的独特相互作用机制的实时可视化，这是之前没有观察到的机制，或/和其中畴壁似乎相对自由地移动通过介电介质的晶格，经历弱的Peierls样电位。对铁弹畴壁运动动力学的控制可以导致与计算和存储应用相关的新型纳米电子器件。
2020-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelastic domain walls in BiFeO$_3$ as memristive networks
在BiFeO $_3$（BFO）和其他名义上绝缘的铁电体中，已经报道了沿着单个畴壁（DW）的电子传导。这些材料中的DW将不同取向的电极化区域（域）分开，并且只有几个原子宽，提供自组装的纳米导电路径。在这项工作中，它表明，电子传输也可以从壁到壁通过致密的网络生长DW在BFO薄膜。在网络的不同点处的电场循环，通过导电原子力显微镜（cAFM）局部地执行，在DW处选择性地诱导电阻切换，用于垂直（单壁）和横向（壁到壁）导电。这些发现是研究DW作为信息处理和物质计算的忆阻网络的第一步。
2022-07-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theory of Superconductivity at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface: Electron pairing mediated by deformation of ferroelastic domain walls
SrTiO $_3$是一种超导半导体，其配对机制尚不清楚。SrTiO $_3$在$T=$ 105 K时发生铁弹转变，形成了具有电子耦合边界的畴.在二维SrTiO $_3$界面处，已知这些铁弹畴的取向与电子密度耦合，导致有利于面外畸变的富电子区域和有利于面内畸变的贫电子区域。在这里，我们表明，铁弹畴壁支持低能量的激发，类似于在两种流体的界面处的毛细波。我们建议，这些毛细波介导的电子配对在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面，导致周围的电子丰富的区域的边缘的超导性。该机制与Pai等人[PRL $\bf{120}$，147001（2018）]报告的最新实验结果一致
2020-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Thermal and Size Effects in Ferroelastic Domains by Machine Learning
Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）；Oak Ridge National Laboratory (ORNL)（橡树岭国家实验室）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
通过机器学习研究LaAlO3薄膜中铁电弹性域壁的热效应与尺寸效应，揭示厚度和温度对域壁形态和动力学的调控作用。
2025-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelastic domain wall motion and collective domain switching in RbSCN
TU Wien（维也纳工业大学）；University of Vienna（维也纳大学）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）
通过低频和共振超声谱测量，研究RbSCN在有序-无序非本征铁弹相变中的超弹性软化及集体畴切换现象，发现温度依赖的临界钉扎应力导致畴壁动力学异常。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Mapping the complex evolution of ferroelastic/ferroelectric domain patterns in epitaxially strained PbTiO3 heterostructures
该研究利用多种显微与衍射手段表征 PbTiO3/DyScO3 异质结构，揭示各向异性应变导致的不对称畴排列及其随膜厚由通量闭合相向 a/c 相和超畴的演化，并发现其偏离 Kittel 定律。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelastic Hysteresis in Thin Films of Methylammonium Lead Iodide
机械应变可以改变甲基碘化铅铵MAPbI 3的结构和电子性质。报道了MAPbI 3多晶薄膜中的铁弹性滞后效应，即在变形周期内保持结构记忆的效应。反复弯曲膜MAPbI 3柔性聚酰亚胺基板上进行了检查，使用掠入射广角X射线散射（GIWAXS）定量表征的应变状态，人口，和最小尺寸的孪晶域。确定了铁弹应力-应变曲线上的矫顽应力和饱和度的近似位置，并发现薄膜中不同应变孪晶组的畴相互作用。特定的孪晶域的存在下，发现相关的应变状态与缺陷含量的异质性的报告。长期稳定性测试表明，畴壁在很长一段时间内是高度不动的。新的域壁的成核发生特定的机械应变和密切相关的薄膜的降解。这些结果有助于解释薄膜在压应变和张应变下的离子迁移、降解速率和光致发光行为。
2020-10-10 cond-mat.mtrl-sci
When electrons meet ferroelastic domain walls in Strontium Titanate
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Rice University（莱斯大学）
研究氧化锶中电子与铁弹性域墙的相互作用，揭示极序、量子涨落与应变场的复杂关系，为电子输运提供新范式。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase transitions, stability, and dielectric response of the domain structure in ferroelectric-ferroelastic thin films
首次在精确可解模型下对铁弹-铁电外延薄膜的相变进行了解析研究。新出现的畴结构具有相等宽度的畴（其在"软"衬底上可以是指数级大的），无论膜厚度如何总是保持稳定。外延膜的介电响应比自由膜的介电响应小{\em}，与文献中的断言形成鲜明对比。
2000-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Two-Dimensional Multiferroics: Ferroelasticity, Ferroelectricity, Domain Wall, and Potential Mechano-Opto-Electronic Applications
低维多铁性材料在诸如纳米级换能器、致动器、传感器、光电子器件和非易失性存储器的小型化器件应用中具有很大的前景。在这里，使用第一性原理理论，我们预测，二维（2D）单层IV族单硫族化合物，包括GeS，GeSe，SnS，和SnSe是一类2D半导体多铁性材料，具有强耦合的巨大的面内自发铁电极化和自发铁弹晶格应变，在室温及更高温度下是电稳定的，并且可以通过弹性应变工程有效地调制。它们的光学吸收光谱表现出强的面内各向异性，具有可见光谱激子带隙和相当大的激子结合能，呈现出低维半导体的独特特征。更重要的是，预测的低畴壁能量和小的迁移势垒以及耦合的多铁性有序和各向异性电子结构表明它们具有通过操纵外部电场、机械场和光场来控制内部响应的可调谐多铁性功能器件的巨大潜力，并且使得包括2D铁电存储器、2D铁弹存储器、和2D铁电弹性电非易失性光子存储器以及2D铁电激子光子存储器。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Local indirect magnetoelectric coupling at twin walls in CaMnO$_3$
通过密度泛函理论计算研究正交相CaMnO$_3$（$Pnma$空间群）铁弹孪晶界的几何与磁学性质，发现界处反演对称破缺诱导局域极性畸变并与磁序耦合，产生增强面外磁矩及局域磁化，提出块体中心对称反铁磁体孪晶界可涌现磁电耦合及极化与磁化共存。
2025-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Simulations of cubic-tetragonal ferroelastics
我们研究畴模式的相变的朗道模型，包括耗散应力的运动方程的数值求解。我们的系统大小高达256^3个点，足以揭示许多实验观察到的结构。在松弛后期发现的大多数图案都是多重带状的;所有三种四带变体都出现了，但不相等。其中两个变种形成宽的主带;第三个侵入到其他形成狭窄的次生带与主机。在与第一变体之间的墙壁碰撞时，第三变体终止或形成V形。在氧化锆和其他四元铁弹材料的显微镜下可以看到具有两种畴尺寸（人字形畴和端部畴）的多条带状图案。我们还研究了瞬态结构中得到的更早的放松，这些表现出上述功能和其他人也在实验中观察到。
2003-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Raman signatures of ferroic domain walls captured by principal component analysis
铁电畴壁目前正在研究的几个国家的最先进的技术，以更好地了解其独特的功能特性。在这里，主成分分析（PCA）的拉曼光谱图被用来研究铁电畴壁（DW）在铌酸锂和NdGaO 3的铁弹DW。结果表明，PCA允许快速，可靠地确定在铁电DW的小拉曼峰的变化，并可以推导出的值的峰移-准确地和没有先验-从一阶泰勒展开的光谱。PCA的能力，分离的铁弹域和DW的拉曼光谱的贡献被强调。更一般地说，我们的研究结果提供了一个新的路线，任何属性映射到整个DW的统计分析。
2018-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Control of surface potential at polar domain walls in a nonpolar oxide
鉴于铁电畴壁的纳米尺寸和通常独特的功能特性，它们可以在微电子学中发挥重要作用。到目前为止，器件和器件概念主要基于铁磁和铁电材料中的移动畴壁。一种较少探索的途径是利用非极性铁弹材料中的极性畴壁。事实上，虽然铁弹畴壁的极性特征已经被证明，但极化控制一直是难以捉摸的。在这里，我们报告的静电签名的畴壁极化的非极性钛酸钙（CaTiO 3）的证据。宏观机械共振所激发的交流电场观察到的极性壁所造成的压电响应的签名。在微观尺度上，畴壁中的极化改变了样品的局部表面势。通过对表面电势变化的成像，我们发现畴壁处的电势可以通过电子注入来控制。这可以使基于表面电势的非破坏性信息读出的设备成为可能。
2018-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Identification and mechanical control of ferroelastic domain structure in rhombohedral CaMn$_7$O$_{12}$
本文报道了室温下多铁性CaMn $_7$ O $_{12}$单晶的铁弹畴结构的观测结果。两种类型的铁弹畴壁被发现，与材料的菱面体对称性，减少立方对称在较高的温度下。使用拉曼光谱与其他测量，我们开发了一个系统的方法来确定微观畴取向。此外，我们发现了一个开关行为的域，这使我们能够方便地在室温下使用适度的单轴压缩的晶体去孪。我们的研究结果为进一步的光谱研究和结构域工程的钙锰$_7$ O $_{12}$。
2015-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Soft modes of collective domain-wall vibrations in epitaxial ferroelectric thin films
计算了外延薄膜中铁弹畴壁从平衡位置位移时的机械回复力，并讨论了它们的各种协同平移振荡模式。对于波矢量对应于第一布里渊区的中心和边界的畴壁超晶格的振动，挑选出的软模式是由最小幅度的回复力区分。结果表明，在多畴铁电薄膜中，壁振动的软模对薄膜介电常数的贡献非常大。
2000-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization Reversal by Electric-Field Decoupling of Magnetic and Ferroelectric Domains Walls in Multiferroic-Based Heterostructures
我们证明了与反铁磁多铁性材料（LuMnO 3）接触的铁磁体的磁化强度可以通过电场脉冲快速反转，并且磁交换偏置的符号可以等温地切换和恢复。由于LuMnO3不是铁弹性的，我们的数据最终表明，这种开关是不介导的应变效应，而是一个独特的电场驱动的铁电和铁磁畴壁去耦。它们独特的动力学对于所观察到的磁开关是必不可少的。
2010-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Proper ferroelastic phase transitions in thin epitaxial films with symmetry-conserving and symmetry-breaking misfit strains
研究了具有二阶固有铁弹相变的材料外延膜中铁弹畴结构的形成。所考虑的畴结构类似于钙钛矿铁电体中的$a_{1}/a_{2}/a_{1}/a_{2}$或$c/a/c/a$结构。如果与转变无关的“非本征”错配应变不破坏高温相的对称性，则膜中的相变发生在与体相相比略低的温度下。然后，相对于正弦应变波发生稳定性的损失，该正弦应变波演变成具有几乎相同的几何形状和近似相同的周期的域结构。在存在失配应变的破缺分量（“非本征”失配）的情况下，相变的特征是质的不同的。在这种情况下，它是单畴和多畴状态之间的{ \em拓扑}转变，其从低密度的畴壁开始。
2001-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Disentangling ferroelectric wall dynamics and identification of pinning mechanisms via deep learning
铁电材料中的场致畴壁动力学支持从致动器到信息技术设备的多种应用，并且需要对相关机制进行定量描述，包括巨大的机电耦合、受控的非线性或低矫顽电压。虽然在过去的二十年中，动态压电响应力显微镜测量的进步已经使偏振动力学的可视化相对简单，但对局部机制的相关见解一直难以捉摸。在这里，我们使用一种工作流程来探索模型多晶材料中的畴动态，该工作流程将基于深度学习的畴结构分割与使用多层旋转不变自动编码器（rVAE）的非线性降维相结合。前者允许明确的识别和分类的铁电和铁弹畴壁。rVAE发现了畴壁几何形状及其动态的潜在表征，从而提供了对偏振切换的内在机制的洞察，可以进一步与简单的物理模型进行比较。的rVAE解开的铁电壁钉扎效率的影响因素，铁弹壁分布和铁电壁钉扎的相关性提供见解。
2021-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Hydrodynamics of Domain Walls in Multiferroics: Impact on Memory Devices
我们发现，开关在铁电锗酸铅和铅铁钽锆钛酸盐（PZTFT）不类似的平衡域结构的演变的Landau-Lifshitz-Kittel模型，而是高度非平衡和类似的，分别在液体中的Richtmyer-Meshkov不稳定性和Helfrich-Hursault滑动不稳定性在液晶。在PZTFT中产生的纳米畴结构是圆形或抛物线形的，并且涉及折叠分叉。这些可能对也是铁弹性的铁电薄膜存储器产生不期望的影响。
2016-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic contributions in a nonuniform ferroic sample: Dielectric, piezoelectric and elastic
多畴铁电体样品中畴壁极微小运动对小信号介电常数的贡献Δ ε是多年来的研究课题。在铁弹性铁电体中，这种运动也有助于它们的压电（通过Delta_d）和弹性（通过Delta_s）性质。关于它们同时存在的数据很少，但现有的数据表明，正如预期的那样，Delta_d、Delta_d和Delta_s相互成比例。为了理解非本征贡献的大小，必须理解作用于畴壁的回复力的来源。在目前的贡献的理论已经发展的基础上的模型的板状样品中的铁电-铁弹块提供了一个非铁性的表面层。畴壁在块体中的运动导致块体和层中的电能和弹性能的变化，这提供了回复力的来源。这使得有可能确定所有提到的外在贡献。我们讨论了该模型的适用性，为单晶和陶瓷颗粒的可用数据。
2007-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Revealing tilt-driven structural heterogeneity in hybrid improper ferroelectrics by spatially-resolved crystallography
University of Warwick（华威大学）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）
本研究利用扫描三维X射线衍射技术，在混合非本征铁电体中揭示了畴壁的扩展结构，其宽度远超传统界面，并通过倾斜序参量的连续旋转形成四方中间态，为理解铁弹畴壁形成和铁电切换提供了微观机制。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polar domain walls trigger magnetoelectric coupling
氧化物异质结构中的界面物理是材料科学中的一个关键问题。铁电系统中的畴壁（DW）是自然发生的界面的示例，其中相邻畴的序参量被修改并且可以发展新的性质。在这里，我们表明，电调谐的铁弹畴壁SrTiO 3导致的磁畴结构的相邻的磁性层（La 1/2 Sr 1/2 MnO 3）外延夹在SrTiO 3衬底上的戏剧性变化。我们表明，通过利用DWs纳米区域对外部刺激的响应性，即使在没有任何域贡献的情况下，也可以获得相邻层的突出和可调节的宏观反应。我们的结论是，极性DWs，已知存在于其他材料中，可用于触发可调的响应，并可能导致新的方式来操纵界面新兴的属性。
2015-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Domain wall propagation in Permalloy nanowires with a thickness gradient
研究了坡莫合金纳米线轴向厚度梯度下畴壁的成核和运动过程。纳米线的宽度，w = 250 nm至3 μ m和一个基地的厚度t = 10 nm的电子束光刻制造。将在各个纳米线上测量的磁化磁滞回线与没有厚度梯度的相应纳米线进行比较。的HC与T/W曲线的导线，没有厚度梯度进行了讨论，并比较微磁模拟。我们发现一个亚稳态制度的值W，其中从横向到涡域壁型的转换是预期的。
2008-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-driven domain wall dynamics in perpendicularly magnetized multilayers
我们报道了在铁电BaTiO $_3$衬底上的Cu/Ni多层膜中由可逆电场驱动的磁畴壁运动。在我们的异质结构中，应变耦合到BaTiO $_3$衬底中具有面内和垂直极化的铁弹畴导致在Cu/Ni多层膜中分别形成具有垂直和面内磁各向异性的畴。分隔磁畴的壁弹性地钉扎到铁电畴壁上。利用磁光克尔效应显微镜，我们证明了跨BaTiO $_3$衬底的面外电场脉冲一致地移动磁畴和铁电畴壁。我们的实验表明，畴壁速度与电场强度的指数增加和相反的畴壁运动的正，负场脉冲。磁场不影响磁畴壁的速度，但独立地调整它们的内部自旋结构，导致高速下畴壁动力学的变化。
2017-02-12 cond-mat.mtrl-sci
$60^{\circ}$ and $120^{\circ}$ Domain Walls in Epitaxial BaTiO$_{3}$(111)/Co Multiferroic Heterostructures
我们报告从铁电BaTiO $_{\mathrm{3}}$衬底与$(111)$ -取向的表面上的Pd缓冲层上生长的外延Co膜的域图案转移。铁电/铁弹畴的空间调制界面应变转移和铁磁膜中的逆磁致伸缩诱导具有面内单轴磁各向异性方向调制的条纹区域。使用自旋极化低能电子显微镜，我们观察到两个不同的各向异性配置之间的条纹区域的形成。此外，通过施加平行或垂直于这些条带的磁场，头对头或头对尾磁化配置被初始化。这导致与不同能量和宽度相关联的四种不同的磁畴壁类型，这进而影响是否可以实现磁畴图案转移。
2021-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Interrelation of domain wall contributions to dielectric, piezoelectric and mechanical properties of a ferroic layer composite sample
畴壁对铁电材料介电、压电和力学性能的影响是理论和实验研究的热点。最近，我们推导出了这样的贡献的理论公式，使用模型的复合层样品：中央单晶铁电-铁弹层，隔离电极的被动层。在这里，我们提出了更一般的结果，讨论的复合材料的几何和材料参数的贡献的依赖性，包括在特殊情况下固有的压电性。我们还讨论了上述相互关系，并将我们的结果与在相变下的宽温度区间内对同一RDP样品的所有贡献的测量结果进行了比较。计算结果和观测结果似乎都使人想起了所谓的Pippard-January热力学关系。
2007-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Local conductivity and the role of vacancies around twin walls of (001)-BiFeO3 thin films
在SrRuO 3缓冲的（001）取向SrTiO 3衬底上外延生长的BiFeO 3薄膜显示出正交的孪晶畴束，每个孪晶畴束包含平行的周期性的71 °畴壁。少量的109 °畴壁也存在于两个相邻束之间的边界处。由于薄膜和AFM针尖之间的肖特基势垒的选择性降低，所有生长的孪壁在局部探针测量期间相对于畴显示出增强的导电性（参见S. Farokhipoor和B. Noheda，Phys. Rev. Lett. 107，127601（2011））。在本文中，我们进一步讨论这些结果，并说明为什么其他传导机制被丢弃。此外，我们显示了至关重要的作用，氧空位在确定的量在墙壁上的传导。这促使我们提出，氧空位迁移到墙壁局部降低肖特基势垒。然后，这种机制在非铁弹畴壁中效率较低，在非铁弹畴壁中，人们预期壁周围没有应变梯度，因此（假设壁不带电）没有用于积累缺陷的驱动力。
2011-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic structural instabilities of domain walls driven by gradient couplings: meandering anferrodistortive-ferroelectric domain walls in BiFeO3
使用Landau-Ginzburg-Devonshire方法，我们预测的铁电-铁弹畴壁的内在不稳定性的反铁电畸变和铁电序参量的梯度项之间的相互作用出现在壁。这些不稳定性是体相共存附近的结构不稳定性的界面模拟，因此它们不是来自薄膜中的不完全极化屏蔽或其空间限制、电致伸缩或挠曲电耦合。研究了BiFeO 3材料参数对71 °、109 °和180 °壁面的影响，发现在109 °和180 °壁面处，当能量梯度较小时，出现弯曲不稳定性，当能量梯度较大时，壁面变直变宽.与180度和109度畴壁相反，不带电的71度畴壁总是直的，并且它们的宽度随着倾斜梯度系数的增加而增加。壁的不稳定性和相关的内在曲折提供了一个新的洞察准同型和弛豫材料，壁钉扎，和序参量场和局部微观结构之间的相互作用机制的行为。
2018-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field control of magnetic domain wall motion and local magnetization reversal
自旋电子器件目前依赖于通过外部磁场或自旋极化电流的磁切换或畴壁的受控运动。使用电场实现相同程度的磁可控性具有潜在的优点，包括增强的功能和低功耗。在这里，我们报告的方法来电控制局部磁性能，包括经常的铁磁畴图案和磁畴壁的运动的写入和擦除，在多铁性CoFe-BaTiO 3异质结构。我们的方法是基于经常性的应变转移从铁电介质中的铁弹域连续磁致伸缩膜可以忽略不计的磁晶各向异性。光学偏振显微镜的铁磁和铁电畴结构揭示，域相关性和强铁磁畴壁钉扎坚持在一个外加电场。这导致了铁磁微结构上前所未有的电可控性，这一成就产生了巨磁电耦合效应，并为多铁性自旋电子器件开辟了道路。
2011-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Fragmented charged domain wall below the tetragonal-orthorhombic phase transition in BaTiO3
FZU-Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
研究了巴钛酸四方-单斜相变下带电域壁的演变，发现域壁在相变后因相邻域孪生而碎裂，导致导电性下降。
2026-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Uniaxial strain-driven ferroelastic domain control in LaAlO3
TU Dresden（德累斯顿工业大学）；Justus-Liebig-Universität Gießen（吉森大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；University of Bern（伯尔尼大学）
通过单轴应变调控LaAlO3单晶的铁电弹性域结构，实现可控的域分布变化，为异质结构中的主动实时编程提供新方法。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Influence of magnetic field and ferromagnetic film thickness on domain pattern transfer in multiferroic heterostructures
BaTiO $_3$中的畴通过逆磁致伸缩效应诱导CoFeB中的单轴磁各向异性的规则调制。结果，CoFeB楔形膜和BaTiO $_3$衬底的畴结构与CoFeB中BaTiO $_3$钉磁畴壁中的完全和直的铁电畴边界相关。我们使用X射线光电子显微镜和磁光克尔效应显微镜来表征钉扎畴壁的自旋结构。在旋转磁场中，两种畴壁类型之间发生突然且可逆的转变，即，磁化矢量头对尾对准的窄壁和具有交替的头对头和尾对尾磁化配置的宽得多的壁。我们表征的磁畴壁自旋结构的变化作为磁场强度和CoFeB薄膜厚度的函数，并比较实验结果与微磁学模拟。
2017-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric 180 degree walls are mechanically softer than the domains they separate
畴壁在功能上不同于它们所分隔的畴，但对它们的机械性质知之甚少。使用扫描探针显微镜，我们已经测量了铁电180 °畴壁的机械响应，并观察到，尽管分离域是机械相同的（非铁弹性），壁是机械不同的-软-相比的域。在不同的铁电材料（LiNbO3、BaTiO3、PbTiO3）和不同的形貌（从单晶到薄膜）中观察到了这种效应，因此它似乎是普遍的。我们提出了一个理论框架，解释畴壁软化和证明的效果应该是共同的所有铁电体。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identification of the defect distribution at ferroelectric domain walls from the evolution of nonlinear dielectric response during aging process
铁电畴壁的运动对铁电材料的宏观介电和压电响应有很大贡献。然而，通过铁电材料的畴壁运动受到晶体缺陷上的钉扎的阻碍，这实质上减少了这些贡献。在这里，使用热力学模型的基础上的Landau-Ginzburg-Devonshire理论，我们发现微观可逆运动的非铁弹180度畴壁相互作用的钉扎中心和非线性宏观介电常数的周期性阵列之间的关系。我们表明，畴壁的可逆运动可以分为两个基本模式。第一，钉扎中心之间的畴壁弯曲，第二，畴壁平面的均匀运动。我们发现，它们各自的贡献可能会发生变化时，钉扎中心的分布在材料老化过程中重新安排。我们证明，它是可能的，以表明在材料老化过程中的畴壁运动的机制受到影响。这允许判断缺陷是否仅均匀地积聚在畴壁处或优选在畴壁平面内的某些方向上排列。我们建议，这一信息可以得到使用简单的宏观介电测量和适当的非线性响应分析。因此，我们的研究结果可以作为一个简单而有用的工具，以获得在老化过程中的畴壁钉扎的细节。
2016-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Wall "thickness" effects on Raman spectrum shift, thermal conductivity, and Young's modulus of single walled nanotubes
从理论上证明了在有限温度下，单壁碳纳米管的有效壁厚应为$W=W_s+W_d$，其中$W_s$为最外层电子轨道的扩展所定义的静态壁厚，$W_d$为由于原子热振动所引起的动态壁厚.分子模拟和理论分析均表明$W_d$与$\sqrt{T}$成正比。我们发现动态厚度随温度的增加是拉曼光谱移动的主要机制。动态厚度的引入改变了关于杨氏模量的一些结论，并降低了热导率的值。
2005-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bloch line dynamics within moving domain walls in 3D ferromagnets
我们通过大规模三维微磁学模拟研究了石榴石条中场驱动的磁畴壁动力学。作为所施加的场的函数的畴壁传播速度表现出低场线性部分，该低场线性部分由在阈值场幅值处的突然速度下降终止，该阈值场幅值与畴壁磁化的内部自由度的激励的开始有关。通过考虑从30 nm到1.89 $μ$ m的宽范围的条带厚度，我们发现这种不稳定性的发作的阈值场的非单调的厚度依赖性，进行通过成核和传播的域壁内的布洛赫线。我们确定了一个临界带厚度以上的速度下降是由于成核的水平布洛赫线，而对于较薄的条带，并根据所采用的边界条件，无论是生成垂直布洛赫线，或接近均匀的进动的畴壁内部磁化发生。对于中间厚度的条带，垂直布洛赫线假设由于在条带表面处的退磁场而变形的结构，打破条带的顶面和底面之间的对称性，并且导致沿着畴壁的周界的循环布洛赫线动态。
2017-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Competition Between Exchange and Magnetostatic Energies in Domain Pattern Transfer from BaTiO$_3$(111) to Ni Thin Film
我们用自旋极化低能电子显微术研究了由$(111)$取向的BaTiO $_{\mathrm{3}}$衬底和外延Ni膜组成的多铁性异质结构中的畴图案转移。在原位薄膜沉积和通过铁电相变退火之后，来自衬底中的铁弹畴的界面应变转移和磁性薄膜中的逆磁致伸缩引入了单轴面内磁各向异性，该磁各向异性在交替的条纹区域之间通过$60^{\circ}$旋转。我们发现，两种类型的磁畴壁可以初始化的原则。结合实验结果与微磁学模拟，我们表明，在这些畴壁的交换和静磁能之间的竞争有很强的影响磁畴配置。
2021-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Exploring Domain Wall Pinning in Ferroelectrics via Automated High Throughput AFM
University of Tennessee（田纳西大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
本研究利用机器学习控制的自动化压电响应力显微镜，高通量分析了铁电薄膜中1500次畴壁切换事件，揭示了畴壁位移对电场参数和局部铁电-铁弹性构型的双重依赖性，并构建了预测性映射，为铁电存储器设计提供了基础。
2025-05-29 cond-mat.mtrl-sci cs.CV cs.LG
Nanoscale domain engineering in SrRuO$_3$ thin films
该研究在DyScO$_3$衬底上的SrRuO$_3$/PbTiO$_3$/SrRuO$_3$异质结构中揭示，超过临界厚度的PbTiO$_3$铁弹性畴畸变可穿透顶层SrRuO$_3$，实现纳米尺度结构调制。
2023-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Watching Domains Grow: In-situ studies of polarization switching by combined Scanning Probe and Scanning Transmission Electron Microscopy
在扫描透射电子显微镜中，用导电针尖施加局部电场，直接观察了多铁性BiFeO 3薄膜中铁电畴的成核和生长。观察到铁弹畴的形核和生长及其与预先存在的71^{ \circ }畴壁的相互作用，并与相场模拟的结果进行了比较。特别是，一个优先的成核网站和方向依赖的钉扎畴壁观察到由于在没有底部电极的样品中的亚稳态切换的动力学缓慢。这些原位空间分辨观测的一阶偏压诱导的相变揭示了介观机制的基础功能的广泛的多铁性材料。
2011-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Polycrystals: Structural and microstructural levers for property engineering via domain-wall dynamics
本文综述了铁电多晶中通过调控畴壁动力学来优化性能的方法，重点分析了晶粒尺寸、织构和孔隙率等结构参数对驱动力的影响，并展望了未来表征技术与应用方向。
2022-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced atomic-scale building blocks for ferromagnetism in epitaxial LaCoO3
尽管在过去十年中进行了大量的研究，但应变诱导铁磁性的起源仍然是个谜，无论LaCoO 3（LCO）薄膜中的应变类型和程度如何，应变诱导铁磁性都是强大的。在这里，通过结合扫描透射电子显微镜与从头算密度泛函理论加U计算，我们报告说，铁磁性不直接从应变本身出现，而是从铁弹性形成的双壁域内的压缩结构单元的创建。压缩的结构单元具有岩盐型高自旋/低自旋有序的磁活性。我们的研究强调了铁磁结构单元的铁弹性质对于理解LCO薄膜中有趣的铁磁性质是重要的。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Domain Wall Spin Structures in Mesoscopic Fe Rings probed by High Resolution SEMPA
本文对介观磁性铁环中不同畴壁自旋组态的能量稳定性和可及性进行了理论和实验研究。的演变是作为一个功能的宽度和厚度的相关设备的制度，而Fe被选为材料，由于其简单的增长相结合的有吸引力的磁性能，包括高饱和磁化强度和低的固有各向异性。微磁模拟进行预测的最低能量状态的域壁，这可以是横向或涡旋壁自旋结构，在良好的协议与分析模型，模拟揭示了预期的低温配置上观察到的磁结构从饱和在外部磁场中的松弛。在后一种情况下，畴壁成核过程后，横向畴壁被发现在更大的宽度和厚度比预期的竞争的能量项，证明亚稳态的状态的重要性进行比较。模拟相比，使用扫描电子显微镜与极化分析的磁化强度的高分辨率实验图像，以提供各种自旋配置的相图。除了涡流和简单的对称横向畴壁，一个显着的几何形状范围内被发现表现出高度不对称的横向畴壁与对称的横向壁不同的属性。非对称壁的模拟揭示了畴壁倾斜角随环厚度的演化。对所有数据的分析表明，除了几何形状之外，还需要考虑材料特性、缺陷和热激活的影响，以便理解和可靠地控制设备所需的实验可达状态。
2016-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of strain and oxygen vacancies on the structure of 180^o ferroelectric domain walls in PbTiO_3
本文研究了法向应变、切向应变和氧空位对PbTiO_3中180 °铁电畴壁结构的影响。已知氧空位移动到畴壁并钉扎它们。因此，我们假设在PbTiO_3中的Pb中心和Ti中心畴壁上的氧空位都是周期性排列的。我们使用一个半解析的非谐晶格静力学方法获得松弛配置使用壳势。在最近的从头计算的协议，我们观察到，铅为中心的畴壁与氧空位是不稳定的，即使在应变。我们对PbTiO_3的半解析计算表明，氧空位对180 °畴壁的结构有显著影响，但对畴壁的厚度影响不大，它使畴壁加宽了约50%。我们还研究了正应变和剪应变对180 °畴壁的影响。我们观察到，正常和剪切应变影响的结构，但不改变畴壁厚度。
2010-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Spin torque and charge resistance of ferromagnetic semiconductor $2π$ and $π$ domain walls
电荷电阻和自旋扭矩产生的相干载流子传输通过铁磁360度畴壁，虽然他们遵循定性不同的趋势比180度畴壁。360度畴壁的电荷电阻在中间壁厚处达到最大值，不像180度畴壁，其电阻随壁厚单调减小。的自旋扭矩的峰值振幅和最佳的畴壁的厚度，以最大限度地提高扭矩为360度的壁是两倍以上的发现为180度的畴壁在相同的材料，产生较大的畴壁速度为360度的壁，并提出意想不到的非线性磁电子器件纳入畴壁运动。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
