二维铁电体CuCrP2S6的第一性原理研究
2021-03-08翟元玮冯敏王玉芳
光散射学报 2021年2期
关键词:结构
翟元玮,冯敏,王玉芳
(南开大学物理科学学院,天津 300071)
1 引言
自从人类偶然中发现了铁电性质之后,铁电体在之后的百年间经历了繁荣的发展,无数的科研人员将目光聚焦在了这种集众多优良性质,如铁电性、非线性光学、压电性等等于一身的多功能材料。铁电系统作为一种新兴的应用材料,在许多方面有着光明的应用前景,具有广泛的工业和商业用途,其涉及的领域从高介电常数电容器到压电换能器、热释电传感器等的发展。以往对于铁电材料的研究焦点都集中在三维材料上,如BiFeO3等钙钛矿结构。然而,随着纳米技术日趋成熟,磁电器件的尺寸缩小到只有几个纳米。随着尺寸逐渐缩小,材料的比表面积逐渐增大,这意味着在表面的原子所占比例越来越高,这会带来一系列负面的影响——如表面原子的表面能会不断升高且表面张力也越来越大。如此一来,位于表面的原子很不稳定,有许多悬空键,导致电子器件的性能和稳定性较差,且同时量子隧穿效应越来越显著,器件的漏电流增大[1]。由此一来,可以完美解决上述问题的二维材料进入人们的视野。这种对范德华材料的迷恋引起了人们对层状金属硫(硒)磷酸盐(MTSPs)家族的兴趣。MTSPs最早发现于20世纪80年代末,采用A1+B3+P2X6化学计量比。一层带有磷二聚体的金属阳离子位于两层硫或硒(S,Se)原子之间。许多MTSPs在较低温度下表现出反铁电(AFE)或铁电(FE)有序和/或铁磁(FM)或反铁磁(AFM)有序。这种同时具有FE和FM有序性或多铁性的材料在自旋电子学和非易失性存储器等领域有着丰富的研究、应用价值。……
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