Colossal dielectric constant and Maxwell-Wagner relaxation in $Pb(Fe_{1/2}Nb_{1/2})O_{3-x}PbTiO_3$ single crystals
近年来，具有巨大介电常数的材料（$CDC$）由于其高介电常数和在高介电电容器、电容传感器、随机存储器等电子器件中的潜在应用而引起了人们的广泛关注。
2013-09-18 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on dielectric properties of NaCl crystal and ultrathin NaCl films under finite external electric field
利用第一性原理研究了NaCl晶体和NaCl薄膜在有限外电场作用下的介电性质。我们的研究结果表明，薄膜的高频介电常数不受晶体表面的有限尺寸效应的影响，并接近晶体的，而静态的是敏感的膜的厚度，由于在表面和内部的膜之间的原子配置的差异。
2004-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Broadband dielectric spectroscopy on single-crystalline and ceramic CaCu3Ti4O12
我们目前的介电测量的巨大介电常数材料CaCu3Ti4O12延伸到1.3 GHz，也覆盖到目前为止只有很少调查的单晶样品。特别强调的是把在多晶，我们也在单晶中检测到的几项工作中报告的第二弛豫。对于多晶样品，我们提供了一个配方，以实现高的介电常数在单晶的值。
2007-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dielectric properties of relaxor-ferroelectric ceramic and single crystal Pb(In$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_{3}$-Pb(Mg$_{1/3}$Nb$_{2/3}$)O$_{3}$-PbTiO$_{3}$ at cryogenic temperatures
我们利用介电常数测量研究了Pb（In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$）O $_{3}$ -Pb（Mg $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$）O $_{3}$ -PbTiO $_{3}$的低温行为。我们比较了单晶片在[001]和[111]方向上测量与相同组成的多晶陶瓷。极化晶体的行为非常不同的非极化晶体，而陶瓷的介电谱变化很小的极化。在100 K附近极化的[001]晶体中观察到的大的频率依赖性介电弛豫在[111]晶体中不太突出，并且在陶瓷中不发生。弛豫铁电晶体的低温动力学与材料的制备条件和微观结构有关。
2018-02-16 cond-mat.mtrl-sci
The dielectric response of rock-salt crystals at finite temperatures from first principles
我们结合从头算模拟和拉曼散射测量，以证明明确的非谐波效应的温度依赖性的NaCl单晶的介电响应。我们测量其拉曼光谱的温度演化，并将其与准谐波和非谐波模型进行比较。结果表明，包括非谐晶格动力学解释NaCl的介电响应的必要性，因为它是在拉曼散射表现。我们的模型完全捕捉到了晶体在有限温度下的线性介电响应，因此可用于计算受其支配的其他材料特性的温度依赖性。
2021-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the gate dielectric on the mobility of rubrene single-crystal field-effect transistors
我们已经进行了比较研究的红荧烯单晶场效应晶体管制造使用不同的材料作为栅极绝缘体。对于所有材料，获得高度可再现的器件特性。所获得的再现性允许观察到载流子的迁移率随着栅极绝缘体的介电常数的增加而系统地降低，该降低与（ε）-1成比例。这一发现表明，有机单晶场效应晶体管中载流子的迁移率是晶体/电介质界面的固有特性，并且它不仅取决于所使用的特定分子。
2004-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric anomalies induced by different mechanisms in Pb(Fe1/2Nb1/2)1-xTixO3 single crystals
研究了Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））_（1-x）Ti_xO_3单晶在室温以下的介电性能。在90~300 K温度范围内，样品A出现了两个介电异常，而样品B只出现了一个介电异常。在这两个样品中检测到一个强烈的频散德拜样松弛。边缘前XAFS表明，这种介电异常是由Fe 2+和Fe 3+之间的跳跃电导引起的。EXAFS结果为我们提供了铁离子局域结构的清晰图像。仅在样品A中观察到的弱频率依赖性介电异常被认为是由于偶极玻璃行为。
2008-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Guest-Tunable Dielectric Sensing Using a Single Crystal of HKUST-1
基于多孔金属有机框架（MOFs）的低k介电材料用于改善微电子中的电绝缘性的兴趣日益增加。在此，我们展示了由HKUST-1单晶构建的MOF介电传感器的概念。我们研究了极性和非极性分子的客体包封效应，通过监测晶体暴露于不同蒸汽（水，I2，甲醇，乙醇）的瞬态介电响应和AC电导率。在<100>100 Hz至2 MHz的频率范围内沿晶体方向测量介电性能。介电数据显示了MOF介电传感器用于区分客体分析物的功效。随时间变化的瞬态响应揭示了纳米级孔中分子包合和排斥过程的动力学。由于介电响应对于所有MOF材料都是普遍存在的（与DC电导率和荧光不同），因此我们的研究结果证明了介电MOF传感器与电阻传感器和基于发光的方法相比的潜力。
2020-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Metallo-Dielectric Photonic Crystals and Bandgap Blue-Shift
光子晶体结构最吸引人的方面之一是在构成材料之间具有足够高的介电对比度的结构中产生的光子带隙。了解特定的光子晶体结构及其相关的阻带位置如何选择性地干扰入射光，对于在一系列光学应用中实现这些结构化光子晶体至关重要。金属-介电光子晶体用于将金属颗粒结合到这些结构的有序排列中。我们研究了铜，镍和金金属渗透到聚苯乙烯蛋白石和二氧化钛反蛋白石。我们报道了与金属-介质光子晶体结构直接相关的一致的光学现象。在蛋白石光子晶体中出现了更明显和更多的衍射共振，金属沉积在顶层。蛋白石和反蛋白石结构的共同点是（111）光子阻带位置的蓝移，其幅度随着结构中金属含量的增加而增加。通过改变金属在光子晶体结构中的含量和位置，研究了光子阻带蓝移的原因。引入到结构化介电介质中的金属通过改变光子晶体的有效介电常数来调谐光子阻带。
2021-05-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Effect of uniaxial stress on low-frequency dispersion of dielectric constant in high-resistivity GaSe crystals
本文研究了夹在两块绝缘平行平板之间的高阻GaSe层状晶体的低频介电谱。测量已在不同的单轴向应力高达$2.4\times10^5$ Pa施加沿c轴垂直于晶体层的平面。结果表明，具有绝缘板的高阻GaSe层状晶体的介电谱服从普适的幂律${\sim}ω^{n-1}$，其中$ω$是角频率，而$n\approx 0.8$是早期在具有铟焊接接触的高阻GaSe晶体上观察到的。在具有不同类型的接触（绝缘和欧姆）的晶体上的相同类型的光谱证实了由跳跃的载流子引起的所观察到的极化的体特征。结果表明，频率依赖的介电常数线性增加的单轴应力表征的系数$Δε/(εΔ{p})=8{\times}10^{-7}$帕$^{-1}$。观察到功率$1-n$随应力的轻微增加，这导致更强的介电色散。高电阻率GaSe晶体中低频介电常数的强应力依赖性可以被称为基本偶极子的形成的存在，其旋转对应于局部载流子的跳跃。
2011-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Dielectric Relaxation in Single Crystal H$_{2}$O Ice Ih from 80-250 K
在80-250 K之间的温度下，超纯单晶H $_{2}$ O冰Ih的介电弛豫的三个特性被探测;热刺激去极化电流，静态电导率和介电弛豫时间。测量是用一个保护平行板电容器与金电极的熔融石英构造。这些数据与基于弛豫的模型一致，并提供了活化能的测定，这表明在140 K以下冰中的弛豫由Bjerrum缺陷主导。此外，介电弛豫数据的各向异性揭示了在80-140 K之间，沿着晶体学$c$ -轴的分子重新取向在能量上优于沿着$a$ -轴的分子重新取向。这些结果提供支持的假设之间的电介质弛豫动力学和热力学部分质子在冰订购近100 K的共同起源，并建议沿$c$轴订购的偏好。
2017-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamics and dielectric anomalies of DMAAS and DMAGaS crystals in the phase transitions region (Landau theory approach)
本文用朗道展开式对DMAAS和DMAGaS铁电晶体的热力学进行了简单的描述。建立了发生相变的条件，并得到了相变温度。描述了外部静水压力对相变的影响。研究了介电磁化率分量的温度行为及其在相变点附近的异常。所得结果与实验数据进行了比较。
2000-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric Property of MoS2 Crystal in Terahertz and Visible Region
本文利用太赫兹时域光谱和椭偏技术研究MoS2晶体的介电响应，发现太赫兹区遵循Drude模型、可见光区可用Lorentz模型描述并在1.85和2.03 eV处出现由层间耦合与自旋-轨道耦合引起的分裂峰，为MoS2光电应用提供了基础介电数据。
2015-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric constant of disordered phases of the smallest monoalcohols : evidence for the hindered plastic crystal phase
随着温度的逐渐升高，在预熔区的固相的甲醇和高压相的乙醇，并使用新的程序的电极极化效应的分离，我们能够注册的贡献弛豫过程的低频介电常数。这一贡献约为凝固温度附近液体介电常数的一半，并且几乎比之前报道的甲醇环境压力相的介电常数高一个数量级。相对于在环境压力下的水的介电常数，这不会改变结晶过程中，我们的研究结果表明，在取向无序相的一元醇的分子旋转的阻碍。类似的介电响应的环境压力甲醇和高压相的乙醇意味着存在受阻的塑性结晶相的乙醇（在低压下没有观察到）。我们还发现，在这些一元醇（$α$ -相的甲醇和低压相的乙醇），这种无序的贡献是依赖于外部条件（如温度），并增加在接近有序-无序转变的名义上完全有序的相的一些动态的障碍。另一方面，受阻塑性晶相的介电响应幅度几乎与温度无关。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Relaxation and freezing of dielectric response in relaxor Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 crystal
弛豫铁电体Pb（Mg 1/3 Nb 2/3）O3晶体的介电性能在10^（-4）10^5 Hz的频域中进行了研究。在各态历经弛豫阶段，发现并参数化了两个重叠的弛豫过程，分别服从Kohlrausch-Williams-Watts定律exp[-（t/tau）^beta]和Curievon Schweidler定律t^（-n）。的β，n和1/τ的值趋于零，在211 K以下的Vogel-Fulcher定律，指向玻璃冻结的偶极子动力学相关的两个弛豫过程。
2005-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Comparative Dielectric Behavior of PbFe$_{1 / 2}$Ta$_{1 / 2}$O$_{3}$ and NaNbO$_{3}$:Gd Relaxor-Like Crystals
对于PbFe $_{1 / 2}$ Ta $_{1 / 2}$ O $_{3}$（PFT）和NaNbO $_{3}$：Gd（NaNbGd）单晶获得的实验数据显示弛豫铁电体固有的扩散介电常数峰值。然而，也观察到一些偏离正常的弛豫性质，并正在讨论中。弛豫子的关键特征之一是伯恩斯温度的存在，在该温度下出现极区。我们发现PFT显示了这一特征，但NaNbGd的介电行为是不同的。我们分析这些属性的现象学理论，并提出了一个微观模型。
2002-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric tensor of monoclinic Ga$_2$O$_3$ single crystals in the spectral range $0.5 - 8.5\,$eV
本文用广义椭圆偏振光谱法在$0.5\,\mathrm{eV}$ ~ $8.5\,\mathrm{eV}$的宽光谱范围内测定了$β$-Ga $_2$ O $_3$的介电张量，并计算了准粒子带和激子效应。通过这两种方法得到的介电张量是在良好的协议彼此和所观察到的过渡的介电函数被分配到相应的价带。结果表明，非对角元素的介电张量达到值高达$|\varepsilon_{xz} | \approx 0.30 $，不能忽略。即使在透明光谱范围内，它是相当小的（$|\varepsilon_{xz} | < 0.02 $），它会导致旋转的电介质轴周围的对称轴高达$20^\circ$。
2015-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Enhancement of Dielectric Permittivity in (Nb + In) co-doped TiO2 single crystals
超大介电常数介质材料的开发对于电子器件的小型化和高密度储能器件的制备具有重要意义。最近提出的电子钉扎缺陷偶极子（Nb + In）共掺杂TiO 2的介电常数提高到105。然而，后续的研究表明，热激发载流子的巨大介电常数的外在贡献。在此，我们证明了（Nb + In）共掺杂的TiO 2单晶在足够低的温度下的介电常数的显着增强，使得热激发载流子被冻结并且对介电响应不产生影响。结果表明，介电常数达到纯TiO 2的四倍。这一发现表明，电子钉扎缺陷偶极子添加一个额外的介电响应的二氧化钛主机矩阵。研究结果为通过在体材料中引入复杂缺陷来制备大介电常数功能介电材料提供了一种新的途径。
2016-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Dielectric Breakdown Strength of Single Crystal Hexagonal Boron Nitride
从基础物理学和电气可靠性的角度来看，介电击穿历来受到极大的关注。然而，迄今为止，在介质击穿的各向异性尚未讨论。在这里，我们报告的各向异性介质击穿强度（EBD）的h-BN，这是一个理想的基板，用于二维（2D）材料设备。在良好控制的相对湿度下，在垂直于和平行于c轴的方向（EBD+c & EBD//c）上的EBD值分别被测量为3和12 MV/cm。当晶体结构从α-BN（c-BN）的sp3变为h-BN的sp2时，h-BN的EBD+c变得小于c-BN的EBD + c，而h-BN的EBD//c急剧增加。因此，h-BN通过在高度各向异性的晶体结构中让步弱键合方向，可以具有仅在平行于c轴的方向上集中的相对高的EBD。这解释了为什么h-BN的EBD//c高于金刚石的EBD//c。此外，从高质量的块体h-BN晶体获得的EBD值可以被认为是用于鉴定通过化学气相沉积生长的h-BN层的结晶度的标准，用于未来的电子应用。
2016-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Negative refractive index in dielectric crystals containing stoichiometric rare-earth ions
我们研究了在含有化学计量比稀土离子的电介质晶体中实现光频负介电常数和负磁导率的前景。我们推导出必要的过渡线宽，离子密度和电和磁振子强度使用非相互作用偶极子的简化模型。我们确定铒晶体的磁有序相作为最有前途的材料，以满足这些条件，并描述了两个潜在的候选人，\ercl{}和${}^7$ \lierf{}，显示线宽为3 GHz和250 MHz，分别初始光学测量。${}^7$ \lierf{}的性质满足我们的负渗透率标准。
2022-05-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Colossal dielectric constants in single-crystalline and ceramic CaCu3Ti4O12 investigated by broadband dielectric spectroscopy
在目前的工作中，作者报告的结果，宽带介电谱的各种样品的CaCu3Ti4O12，包括到目前为止，只有很少调查的单晶材料。测量范围可达1.3 GHz，覆盖超过9个频率十年。我们解决的问题的起源的巨大的介电常数和弛豫行为在这种材料中，包括第二弛豫报道在最近的几项工作。为了这个目的，依赖于温度和频率的介电性能对不同的回火和表面处理的样品和交流场振幅的依赖关系进行了研究。假设两个高阻层与体相串联，通过等效电路描述分析了单晶的宽带光谱。可以实现良好的拟合，包括第二弛豫，这也出现在单晶中。CCTO的本征电导率随温度和频率的变化与变程跳跃模型一致。第二弛豫对表面处理敏感，并且与主弛豫相反，也受到所施加的交流电压的强烈影响。关于两个绝缘层的起源，我们讨论了一个完全表面相关的机制，假设形成的金属绝缘体二极管和表面和内部障碍的组合。
2007-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Integration of High-k Dielectric on Two-Dimensional Crystals by Atomic Layer Deposition
我们研究了通过原子层沉积（ALD）在氮化硼（BN）和二硫化钼（MoS 2）的二维（2D）晶体上集成Al 2 O3高k电介质。我们证明了直接ALD生长的可行性与三甲基铝（TMA）和水作为前体的二维晶体。通过理论和实验研究，我们发现初始ALD循环起着关键作用，在此期间，物理吸附占主导地位的前体吸附在半导体表面。我们通过分析Lennard-Jones势来模拟2D表面上的初始ALD生长阶段，这可以指导2D晶体上ALD工艺的未来优化。
2012-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant and negative dielectric tunability induced by interfacial polarization in Pb(Fe1/2Nb1/2)1-xTixO3 single crystals
本文报道了Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））_（1-x）Ti_xO_3单晶的巨介电和负介电调谐特性。在120 V/cm的低场作用下，电容值大幅下降，室温下低频（<1 MHz）调谐率大于80%。这种巨大的可调谐性归因于电极/样品界面处的界面极化。一个负的介电可调谐性检测到只有在tetraxite样品也可以归因于界面极化。分别用多极化机制模型和等效电路模型讨论了巨可调谐性和负可调谐性的起源。
2008-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Switchable Electric Dipole from Polaron Localization in Dielectric Crystals
晶体中的铁电性与离子的位移或极性单元的旋转有关。考虑施主掺杂产生的偶极子（$D^+$）和相应的束缚极化子（$e^-$），根据Berry相分析，预测${\rm Sr_3Ti_2O_7}$的Ruddlesden-Popper相中的偶极子为6.15德拜。一个特征的双阱电位的形成，持续高掺杂密度。有效的Hubbard $U$相互作用可以改变缺陷态，从金属，二维极化子，通过零维极化子。这里报道的铁电样行为是本地化的，不同于传统的自发晶格极化。
2022-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio real-space Hartree-Fock and correlated approach to optical dielectric constants of crystalline insulators
在本文中，我们提出了一种方法，旨在计算的光学介电常数的晶体绝缘体在Hartree-Fock，和相关的水平。我们的计划采用了真实空间的方法，采用Wannier函数作为基本的积木。该方案已被应用于计算的光学介电常数的LiF，LiCl，MgO，和Li 2 O。在所有的情况下，相关的计算结果，基于系统的多体修正超越Hartree-Fock，表现出良好的协议与实验。据我们所知，这里提出的计算是第一个散装固体。
2006-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Structural phase transition and dielectric relaxation in Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 single crystals
用高分辨同步辐射X射线衍射（X射线能量为32 keV）和介电谱（频率范围为100 Hz - 1 MHz）研究了Pb（Zn 1/3 Nb 2/3）O3（PZN）晶体的结构和介电性能。在高温下，PZN晶体表现出立方对称性，并且存在弛豫铁电体固有的极性纳米区域，如由单个（222）布拉格峰和在峰的基础处的明显尾部所证明的。在低温下，除了已知的菱面体相外，还发现了另一种低对称性的铁电相，这两种相以介观畴的形式共存。在325和390 K之间扩散并观察到铁电相变，其中低温相的浓度逐渐增加，并且在冷却时立方相消失。然而，在扩散相变的温度范围内没有检测到介电异常。介电常数的温度依赖性在较高的温度（Tm = 417 - 429 K，取决于频率）下显示出最大值，在T < Tm时具有典型的弛豫色散，Tm的频率依赖性符合Vogel-Fulcher关系。应用电场从立方相冷却或极化的晶体在铁电相引起的介电常数在T 390 K的急剧异常，并大大减少在较低温度下的分散，但Tm周围的介电弛豫过程保持定性不变。结果进行了讨论，在本模型的弛豫和比较与原型弛豫铁电体Pb（Mg 1/3 Nb 2/3）O3的框架。
2004-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Direct synthesis of single-crystal bilayer graphene on dielectric substrate
本文提出一种利用单晶单层石墨烯作为籽晶层，并通过铜纳米粉末远程催化，在介电衬底上直接同质外延生长高质量单晶双层石墨烯的方法，所制器件室温迁移率达2297 cm²/Vs。
2025-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Graphene-based one-dimensional photonic crystal
提出了一种新型的一维（1D）光子晶体，该光子晶体由周期性排列的石墨烯和电介质条交替堆叠而成，并嵌入到背景电介质中。在Kronig-Penney模型的框架下求解了电磁波在这种结构中传播的波动方程。分析了一维石墨烯基光子晶体的能带结构与填充因子和石墨烯条间介质厚度的关系。通过在石墨烯和电介质条交替堆叠的位置上放置额外的电介质形成的光子晶体的缺陷，获得了与电磁波局域化对应的光子频率。
2011-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Acoustic collective excitations and static dielectric response in incommensurate crystals with real order parameter
从第二类不可压缩公度材料的基本朗道模型出发，我们从相应的相图中导出了所有（Meta）稳定态的集体模谱。结果表明，所有的无公度态都是具有声学色散的Goldstone模。在集体模式的表示也被用于计算和讨论的系统的静态介电响应的相称波数在布里渊区的中心。
2000-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Electromagnetic energy and energy flows in photonic crystals made of arrays of parallel dielectric cylinders
研究了二维光子晶体中电磁波的传播问题。光子晶体由均匀介质中嵌入平行介质柱构成。采用标准平面波展开法计算了频率能带结构，得到了相应的本征模。用直接计算法计算了本征模的光流，并讨论了几种能流平均方案。的结果进行比较，通过通常的方法，采用群速度计算得到的。我们考虑的情况下，其中的频率位于通带内的情况下，其中的频率是在部分带隙的范围内。各种平均方案和群速度方法之间的协议和差异进行了详细讨论。结果表明，通过适当的平均方法可以得到群速度。
2004-05-01 cond-mat.mtrl-sci
In-situ synthesis and characterization of polyaniline -CaCu3Ti4O12 nano crystal composites
采用原位聚合法制备了聚苯胺（PANI）/CaCu 3 Ti4 O 12（CCTO）高介电纳米复合材料。盐酸。对聚苯胺及其复合材料进行了X射线衍射、红外光谱、热重分析、扫描电镜和透射电镜分析。通过TEM确定了CCTO纳米微晶嵌入PANI基体纳米纤维中的存在。研究了聚苯胺及其复合材料的介电常数、介电损耗和交流电导率的频率依赖特性。PANI的介电常数随着CCTO含量的增加而增加，但随着测量频率的增加而降低。介电损耗比纯PANI在100 Hz附近获得的值小两倍。当CCTO含量增加时，PANI的交流电导率略有增加，直到2kHz，这归因于载流子的极化。
2013-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric behavior of Copper Tantalum Oxide
一个彻底的调查的介电性能的Cu 2 Ta 4 O 12，材料结晶在一个伪立方，钙钛矿衍生的结构。我们测量了单晶的介电常数和电导率在一个非常宽的频率范围高达GHz的频率和温度从25 - 500 K。检测到的介电常数异常高（达到值高达105），几乎恒定在一个广泛的频率和温度范围。Cu 2 Ta 4 O 12具有类似于CaCu 3 Ti4 O 12的晶体结构，CaCu 3 Ti4 O 12是首次观察到如此高介电常数的化合物。使用一个简单的等效电路和不同类型的接触测量结果的分析表明，外在的界面极化效应，来自表面势垒电容器的起源所观察到的巨介电常数。Cu 2 Ta 4 O 12的本征性质的特征在于在100的量级的（仍然相对较高的）介电常数和通过安德森局域化的载流子的跳跃传导的电荷传输。
2003-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Interactive Human-Machine Learning Framework for Modelling of Ferroelectric-Dielectric Composites
数据驱动的材料发现和优化需要无错误和实验验证的数据库。执行材料测量是耗时的，并且通常受到材料样品制备是不平凡的、劳动密集型的和昂贵的事实的限制。为了解决这些问题，多年来一直在研究材料的数值模拟，现在它已经在多尺度和多物理水平上发展。然而，纳米复合材料，特别是铁电体的数值模型是有限的，由于多个未知数，包括氧空位密度，晶粒尺寸和畴界存在于系统中。在这项工作中，我们通过开发一个可扩展的半经验模型来引入人机交互学习框架，以准确预测深度学习（DL）实现的材料特性。MgO掺杂的BST（Sr_2O_3）被选择作为用于验证的示例铁电-介电复合材料。DL模型从测量数据库中转移学习材料的实验特征，该数据库包括通过筛选已发布的数据并结合我们自己的测量数据收集的100多种不同铁电复合材料的数据。训练的DL模型用于向人类研究人员提供反馈，然后人类研究人员相应地改进计算机模型参数，从而完成交互式学习周期。最后，开发的DL模型应用于预测和优化新的铁电-介电复合材料的最高品质因数（FOM）值。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
The Microscopic Origin of the Macroscopic Dielectric Permittivity of Crystals: A Mathematical Viewpoint
本文的目的是提供一个数学分析的Adler-Wiser公式相关的宏观相对介电常数张量的微观结构的晶体在原子水平上。演示文稿的技术水平保持在最低限度，以强调结果的数学结构。我们还简要回顾了一些模型描述有限系统的电子结构，重点是基于密度算子的配方，以及完美的晶体或晶体缺陷的Hartree模型。
2010-10-18 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Atomistic determination of flexoelectric properties of crystalline dielectrics
在施加均匀应变时，非中心对称电介质晶体的晶胞内的内部子晶格移位导致净偶极矩的出现：一种众所周知的压电现象。另一方面，宏观应变梯度可以在任何晶体结构的晶体中诱导极化，即使是具有中心对称晶格的晶体。这种现象，称为挠曲电，具有体和表面贡献：体贡献的强度可以通过称为体挠曲电张量的材料性质张量来表征。最近的几项研究表明，应变梯度诱导极化可能是材料中各种有趣和异常机电现象的原因，包括非均匀应变纳米结构中的机电耦合效应，纳米电容器系统中的死层效应，以及钙钛矿纳米结构中的巨压电性等。在这项工作中，采用晶格动力学为基础的微观方法，我们提供了某些立方离子晶体，钙钛矿晶体，III-V族和II-VI族半导体的挠曲电张量的估计。我们将我们的估计与实验和理论值进行比较，解决不同实验估计之间存在的差异，并重新访问现有的经验缩放关系的有效性，挠曲电系数的大小在材料参数方面。
2009-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Broadband dielectric spectroscopy of mixed $CuInP_2(S_xSe_{1-x})_6$ crystals
本文用宽带介电谱（20 Hz - 3 GHz）研究了CuInP $_2$（S $_x$ Se $_{1-x}$）$_6$混合晶体。从这些结果中得到了完整的相图。所研究的晶体的相图是强烈不对称的-在CuInP $_2$（S $_x$ Se $_{1-x}$）$_6$中铁电相变温度的降低在具有少量硫的混合物的情况下比具有少量硒的混合物的情况下平坦得多。在相图的中间部分（x=0.4-0.9）观察到偶极玻璃相。在铁电有序和偶极玻璃无序的边界区，含少量硫（x=0.2-0.25），低温下出现非遍历弛豫相。从无规键和随机场的角度讨论了相图。
2008-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Modelling of Nonlocal Effects in Electromechanical Nano-Switches
介电纳米开关的材料，表现出显着的机电耦合的压电和/或挠曲电性能被认为是。在这种情况下，即使在非压电体中，不均匀的应变场也可能局部破坏反演对称性并诱导极化。在纳米尺度下，挠曲电效应表现出介电材料的非局域性，比压电效应起着更重要的作用。通过电焓密度中的附加项耦合应变梯度和极化，考虑了挠曲电效应。得到了改进的Euler-Bernoulli梁模型和Brachshenko梁模型的运动方程以及二维板理论的运动方程。
2010-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Broadband Dielectric Spectroscopy of Mixed Betaine Phosphate Betaine Phosphite, CuInP_2(S_xSe_{1-x})_6 crystals and PMN-PSN-PZN Ceramics
本研究通过宽带介电谱系统研究了混合甜菜碱磷酸盐-亚磷酸盐晶体、CuInP2(SxSe1-x)6晶体及PMN-PSN-PZN弛豫铁电体的相变动力学、弛豫时间分布与极性纳米区域形成机制。
2023-10-17 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Conservation of dielectric constant upon amorphization in perovskite oxides
我们报告的计算表明，无定形RAO $_3$氧化物，与R和A三价阳离子，具有大致相同的静态介电常数作为其钙钛矿晶相。这种效应是由于在低频下非极性晶体模式的无序激活极性响应，其补偿了离子动力学电荷的适度但明显的减少。通过密度泛函微扰理论研究了介电响应。通过分子动力学熔融-淬火模拟生成非晶样品。
2008-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Effective dielectric tensor of deformed-helix ferroelectric liquid crystals with subwavelength pitch and large tilt angle
短节距变形螺旋铁电液晶作为活性材料在显示器、光学遥测和生物医学器件中具有许多应用。在本文中，我们推导出方便的解析公式来计算这些材料的有效介电张量超出空间平均近似。通过与精确的数值计算比较，我们表明，我们的公式是非常准确的预测光学性质，在几乎所有的实际情况下，包括大倾角的重要情况下，空间平均近似打破。我们还提出了两个互补的方法之间的比较扩展介观介电张量与介观传输矩阵，推导出的有效传输矩阵的表达式作为一个无限的扩展和明确计算相应的有效介电张量的第一次。我们的结果表明，这两种方法给出准确的预测时，双光子散射项被考虑在内。
2018-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
The dielectric constant of Na_{0.4}K_{0.6}Br and its large temperature variation
由于碱金属卤化物的多晶在光学器件中是非常有用的组分，其他工作者已经从熔体中制备了许多NaBr和KBr的混合晶体。在这些晶体中，据报道多晶Na $_{0.4}$ K $_{0.6}$ Br表现出最强的介电常数的温度变化。在这里，我们定量地表明，这是由于温度变化的离子极化率。
2017-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic susceptibility, phonons and dielectric constant of single crystalline BiFeO3
的磁化率在1.5和800 K之间，在室温下的红外反射率和在毫米波长的介电常数的温度依赖性的单晶BiFeO3的报告。磁化率的一个很好的发展异常信号的反铁磁秩序的开始接近640 K。除了这种异常，没有进一步的迹象相或自旋玻璃化转变中发现的磁化率下降到最低温度。从红外反射率，我们能够识别所有9声子模式，预计是红外活跃的晶体的ab平面内。介电常数的温度依赖性是在100 GHz范围内无接触测量的，在室温下产生e' = 54。损耗是实质性的，并且强烈地依赖于频率，表明跳跃电导率占优势。
2009-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectric and Hyper Dielectric modes in Ferronematic Liquid Crystals
本研究通过实验制备并分析了DIO与WJ-16的二元混合物，发现其介电谱中存在顺电响应与CP模式两种弛豫过程，首次在液晶材料中证实了兼具铁电相与超介电相的材料，展现出在超级电容器领域的应用潜力。
2025-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
How dielectric screening in two-dimensional crystals affects the convergence of excited-state calculations: Monolayer MoS$_2$
我们提出了第一性原理多体计算的介电常数，准粒子能带结构，和光学吸收光谱的单层MoS $_2$使用超原胞方法。随着周期性重复层之间的间隔增加，该层的介电函数在$q=0$周围产生强的$q$依赖性。这意味着当使用大型超级原胞时，需要更密集的$k$点网格来收敛带隙和激子结合能。在无限层分离的极限中，这里使用截断库仑相互作用获得，需要$45\times45$ $k$点网格来将G $_0$ W $_0$带隙和激子能量收敛到0.1eV内。我们提供了一个广泛的比较与以前的研究，并解释协议和变化的结果。它表明，太粗糙的$k$点采样和重复层之间的相互作用有相反的影响上的带隙和激子能量，导致一个偶然的错误取消在先前公布的结果。
2014-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Giant dielectric permittivity in Nb-doped rutile crystals
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Brock University（布鲁克大学）；Nagoya University（名古屋大学）
通过宽频介电谱研究，发现Nb掺杂金红石单晶的巨介电常数主要源于近电极耗尽层（表面势垒层电容效应）和过阻尼微波激发（中心模），而非热激活过程。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the exciton binding energy and the dielectric constant in single crystal methylammonium lead tri-iodide perovskite
利用磁反射率法在很强的磁场下精确地测定了甲基三碘化铅铵单晶的激子结合能和折合质量。该单晶具有优良的光学性能，激子跃迁的线宽为$\sim 3$ meV，并且即使在零磁场下也清晰可见的2s跃迁。激子结合能的$16 \pm 2$毫电子伏在低温正交相几乎是相同的多晶样品中发现的值，至关重要地排除任何可能性，激子结合能取决于晶粒尺寸。在室温下的四元相，由高磁场下1 s-2s分裂的演化估算出激子结合能的上限为$12 \pm 4$ meV.
2017-04-27 cond-mat.mtrl-sci
The virtual crystal approximation revisited: Application to dielectric and piezoelectric properties of perovskites
我们提出了一种方法来实现的虚晶近似（VCA）的密度泛函方法的背景下的固溶体的性质的研究。我们的方法可以很容易地应用到任何类型的赝势，也有它可以用来获得估计的原子力，如果真正的原子存在，从而使洞察到预期的位移在真正的合金。我们应用Vanderbilt超软赝势方法预测了Pb（Zr[0.5]，Ti[0.5]）O[3]固溶体顺电相和铁电相的介电和压电性质。有序合金超级电池上进行的计算和与父母的化合物的数据进行比较证明了使用VCA钙钛矿固溶体的充分性。特别是，VCA方法再现了反常玻恩有效电荷和大值的压电系数。
1999-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Influence of external factors on dielectric permittivity of Rochelle salt: humidity, annealing, stresses, electric field
本工作包含的外部因素，如干燥/润湿，热退火，单轴和静水压力对罗谢尔盐晶体的介电常数的实验研究结果。所得结果与现有文献数据进行了比较。结果表明，实验数据的分散性是由于晶体内部的极性点缺陷和储存条件的影响所致。所得到的结果进行了分析内的唯象朗道方法。
2005-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy, phonon modes, and lattice anharmonicity from dielectric function tensor analysis of monoclinic cadmium tungstate
我们确定了四个独立的CdWO $_4$笛卡尔介电函数张量元素的频率依赖性的广义椭圆偏振光谱在中红外和远红外光谱区。研究了从块体晶体（010）和（001）上以不同角度切割的单晶表面。从介电函数张量及其倒数的谱依赖关系，我们确定了单斜晶格中所有具有$A_u$和$B_u$对称性的长波长有源横向和纵向光学声子模以及它们的本征矢量。因此，我们表明，这样的信息可以得到完全没有单斜对称材料的物理模型线形分析。然后，我们将晶格非谐性的影响增加到我们最近描述的单斜和三斜晶体对称性材料的介电函数张量模型方法[Phys. Rev. B，125209（2016）]中，并且我们在所有测量和建模的介电函数张量元素之间获得了极好的匹配。所有的声子模频率和加宽参数在我们的模型方法确定。我们还进行了密度泛函理论声子模式计算，我们比较我们的结果从理论，直接介电函数张量分析，并从模型线形分析，我们发现所有的方法之间的良好协议。我们还讨论和提出静态和以上reststrahlen光谱范围的介电常数。我们的CdWO $_4$的数据与最近提出的低晶体对称性材料的Lyddane-Sachs-Teller关系的推广非常一致[Phys. Rev. Lett. 117，215502（2016）]。
2017-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Metallo-dielectric diamond and zinc-blende photonic crystals
结果表明，低吸收金属的小夹杂物可以对光子能带结构有显着的影响。在金刚石和锌掺杂光子晶体的情况下，在光谱中，在第2 - 3、第5 - 6和第8 - 9带之间，可以打开几个完整的光子带隙（CPBG）。与纯电介质的情况不同，在存在低吸收金属的小夹杂物的情况下，对于中等介电常数（ε <=10），最大的CPBG是第2-第3 CPBG。第2 - 3次CPBG是最重要的CPBG，因为它对疾病最稳定。对于不重叠的电介质和金属-电介质球的金刚石和锌-金刚石结构，CPBG开始随着介电对比度的增加而减小，大致在另一个CPBG开始打开的点上-一种间隙竞争。当介电对比度进一步增加时，CPBG甚至可以收缩到零。金属夹杂物对介电常数2<=12 <=12的影响最大，这是许多材料（包括半导体和聚合物）在近红外和可见光下的典型介电常数。结果表明，即使对于由97%以上的低折射率材料（n<=1.45，即，石英玻璃或聚合物）。这些发现为任何半导体和聚合物材料打开了大门，可用作创建具有CPBG的光子晶体的真正构建块，并显着增加了实验人员在近红外和可见光中实现相当大且稳健的CPBG的可能性。一种可能性是使用光镊的构造方法，在这里进行分析。
2002-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Physical Properties of Nano-crystalline Sm$_2$CoMnO$_6$: structure, magnetism, spin-phonon coupling and dielectric study
研究了Sm $_2$ CoMnO $_6$的结构、磁性和介电性能。X射线衍射和Rietveld分析表明，样品为单斜晶系，空间群为\textit{P2$_1$/n}。磁性研究表明，样品在$T_c$ $\sim$ 148 K附近发生顺磁-铁磁相变，Sm $^{3+}$磁矩呈现低温有序.变温拉曼光谱研究表明该材料中存在自旋-声子耦合。Sm $_2$ CoMnO $_6$的介电响应表现出很强的频率依赖性，具有大的色散和大的介电常数。在阻抗谱中发现了偏离理想德拜模型的现象。此外，从正切损耗和复阻抗得到的活化能表明，弛豫过程是由于电子跳跃。研究了交流电导率以了解导电机制。对交流电导率的详细分析表明，导电机制涉及电荷的量子力学隧穿。从交流电导率测量得到的指数证实了Sm $_2$ CoMnO $_6$的非德拜性质。
2020-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dipole Analysis of the Dielectric Function of Colour Dispersive Materials: Application to Monoclinic Ga$_2$O$_3$
我们适用于广义模型的确定和分析的光学各向异性材料的介电函数与色散声子模式，并表明它也可以推广到激子极化率和电子带-带跃迁。我们考虑到，张量分量的介电函数内的笛卡尔坐标系不是彼此独立的，而是投影的极化偶极子振荡沿方向定义的，非笛卡尔，晶体对称性和极化率。介电函数由一系列指向不同方向的振子组成。该模型的应用是示范性的单斜（$β$相）镓$_2$ O $_3$块体单晶。使用这个模型，我们能够与观察到的介电函数中的电子跃迁的原子键的方向和轨道的真实空间的晶体结构。对于揭示旋转畴的薄膜，我们表明，光学双轴性降低到单轴光学响应。
2016-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Rhombohedral to Orthorhombic Transition on Magnetic and Dielectric Properties of La and Ti co-substituted BiFeO3
采用酒石酸改性溶胶-凝胶法制备了La、Ti共取代多晶陶瓷。结果表明，La和Ti在BiFeO_3中Bi和Fe位的共取代抑制了铁酸铋中常见的杂质相的形成。借助FULLPROF程序进行了定量晶体学相分析，表明存在由菱面体（空间群R3 c）到正交（空间群Pbnm）的组成驱动的晶体结构转变。拉曼光谱中声子频率和A1模线宽的变化揭示了晶格畸变对晶体结构的影响。结构转变打破了共取代BiFeO 3纳米粒子的自旋摆线结构，导致反铁磁自旋结构的倾斜。因此，剩余磁化强度增加到10%的共取代，成为BiFeO 3的22倍。然而，由于正交晶体对称性中的共线反铁磁有序的显著贡献，它降低了较高的共取代百分比。共取代显着提高了介电常数（最大值在x = 0.100），以及频率无关的区域的介电常数和介电损耗。
2014-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Exact long-range dielectric screening and interatomic force constants in quasi-2D crystals
我们通过对库仑核的非解析性进行严格的研究，发展了二维晶体中长程静电相互作用的基本理论。我们发现，介电函数是最好的代表$2\times 2$矩阵，与非均匀的宏观势，是双组分的双曲函数的平面外坐标，$z$。我们证明了我们的论点，推导出的长程原子间力的绝热制度，在那里我们确定了以前被忽视的偶极耦合涉及面外组件的动态电荷。由此产生的公式是精确的任意多极顺序，我们在实践中说明通过明确列入动态四极杆。通过对单层BN，SnS $_2$和BaTiO $_3$膜进行数值测试，我们表明，我们的方法允许大幅改善长程静电相互作用的描述，具有可比的优势，内插声子能带结构的质量。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
