Tunable quadruple-well ferroelectric van der Waals crystals

范德瓦尔斯力 压电响应力显微镜 材料科学 压电 铁电性 压电系数 凝聚态物理 纳米技术 物理 光电子学 电介质 分子 复合材料 量子力学
作者
John A. Brehm,Sabine M. Neumayer,Tao Lei,Andrew O’Hara,Marius Chyasnavichus,Michael A. Susner,Michael A. McGuire,Sergei V. Kalinin,Stephen Jesse,Panchapakesan Ganesh,Sokrates T. Pantelides,Petro Maksymovych,Nina Balke
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:19 (1): 43-48 被引量:207
标识
DOI:10.1038/s41563-019-0532-z
摘要

The family of layered thio- and seleno-phosphates has gained attention as potential control dielectrics for the rapidly growing family of two-dimensional and quasi-two-dimensional electronic materials. Here we report a combination of density functional theory calculations, quantum molecular dynamics simulations and variable-temperature, -pressure and -bias piezoresponse force microscopy data to predict and verify the existence of an unusual ferroelectric property—a uniaxial quadruple potential well for Cu displacements—enabled by the van der Waals gap in copper indium thiophosphate (CuInP2S6). The calculated potential energy landscape for Cu displacements is strongly influenced by strain, accounting for the origin of the negative piezoelectric coefficient and rendering CuInP2S6 a rare example of a uniaxial multi-well ferroelectric. Experimental data verify the coexistence of four polarization states and explore the temperature-, pressure- and bias-dependent piezoelectric and ferroelectric properties, which are supported by bias-dependent molecular dynamics simulations. These phenomena offer new opportunities for both fundamental studies and applications in data storage and electronics. The atomic displacements that generate ferroelectricity in materials commonly fit a double-well potential energy surface. Here, ferroelectricity in two-dimensional CuInP2S6 is shown to fit a quadruple well due to the van der Waals gap between layers of this material.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
苹果夜梦完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
可爱春天发布了新的文献求助10
1秒前
南姜完成签到,获得积分10
1秒前
cancan发布了新的文献求助10
2秒前
2167418960完成签到,获得积分10
2秒前
Ava应助李博士采纳,获得10
3秒前
3秒前
怡然凝云发布了新的文献求助30
3秒前
甜美的芷发布了新的文献求助10
4秒前
Fariishta发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
希望天下0贩的0应助123123采纳,获得10
5秒前
天天快乐应助张威龙采纳,获得10
5秒前
feizhuliu完成签到,获得积分10
5秒前
andrew12399完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
思源应助鲤鱼羊采纳,获得10
7秒前
8秒前
情怀应助狂野的南松采纳,获得10
8秒前
田様应助2167418960采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
FashionBoy应助彩色面包采纳,获得10
9秒前
andrew12399发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
huhdcid发布了新的文献求助10
11秒前
swan发布了新的文献求助10
11秒前
weiwei发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
宁真亮发布了新的文献求助10
12秒前
毅毅子发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
cancan完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Treatise on Geochemistry 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1400
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5514922
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4608502
关于积分的说明 14511663
捐赠科研通 4544566
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2490164
邀请新用户注册赠送积分活动 1472048
关于科研通互助平台的介绍 1443840