Locally Controlled Cu-Ion Transport in Layered Ferroelectric CuInP2S6

材料科学 离子键合 范德瓦尔斯力 化学物理 铁电性 离子 快离子导体 离子电导率 凝聚态物理 电解质 纳米技术 光电子学 物理化学 化学 分子 物理 电介质 有机化学 电极
作者
Nina Balke,Sabine M. Neumayer,John A. Brehm,Michael A. Susner,Brian J. Rodriguez,Stephen Jesse,Sergei V. Kalinin,Sokrates T. Pantelides,Michael A. McGuire,Petro Maksymovych
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:10 (32): 27188-27194 被引量:78
标识
DOI:10.1021/acsami.8b08079
摘要

Metal thiophosphates are attracting growing attention in the context of quasi-two-dimensional van der Waals functional materials. Alkali thiophosphates are investigated as ion conductors for solid electrolytes, and transition-metal thiophosphates are explored as a new class of ferroelectric materials. For the latter, a representative copper indium thiophosphate is ferrielectric at room temperature and, despite low polarization, exhibits giant negative electrostrictive coefficients. Here, we reveal that ionic conductivity in this material enables localized extraction of Cu ions from the lattice with a biased scanning probe microscopy tip, which is surprisingly reversible. The ionic conduction is tracked through local volume changes with a scanning probe microscopy tip providing a current-free probing technique, which can be explored for other thiophosphates of interest. Nearly 90 nm-tall crystallites can be formed and erased reversibly on the surface of this material as a result of ionic motion, the size of which can be sensitively controlled by both magnitude and frequency of the electric field, as well as the ambient temperature. These experimental results and density functional theory calculations point to a remarkable resilience of CuInP2S6 to large-scale ionic displacement and Cu vacancies, in part enabled by the metastability of Cu-deficient phases. Furthermore, we have found that the piezoelectric response of CuInP2S6 is enhanced by about 45% when a slight ionic modification is carried out with applied field. This new mode of modifying the lattice of CuInP2S6, and more generally ionically conducting thiophosphates, posits new prospects for their applications in van der Waals heterostructures, possibly in the context of catalytic or electronic functionalities.
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
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
俭朴的难破完成签到,获得积分10
刚刚
lcf发布了新的文献求助10
刚刚
藤椒辣鱼应助Crisp采纳,获得10
2秒前
2秒前
文小武发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
我爱科研发布了新的文献求助10
3秒前
云上人发布了新的文献求助10
4秒前
敖江风云完成签到,获得积分10
4秒前
健忘绿茶发布了新的文献求助10
4秒前
cc关闭了cc文献求助
5秒前
xc完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
库三金完成签到,获得积分20
6秒前
zyq发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
feifei完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
东东发布了新的文献求助10
8秒前
W sir发布了新的文献求助10
8秒前
我爱科研完成签到,获得积分10
8秒前
光亮的半山完成签到,获得积分10
8秒前
123应助cavi采纳,获得30
8秒前
9秒前
9秒前
花藏影关注了科研通微信公众号
9秒前
一言矣完成签到 ,获得积分10
10秒前
熊宇发布了新的文献求助10
10秒前
呼呼呼完成签到,获得积分10
10秒前
l0000完成签到,获得积分10
11秒前
DPH发布了新的文献求助30
11秒前
那些年发布了新的文献求助10
11秒前
努力学习才能找到工作完成签到 ,获得积分10
11秒前
渔歌唱晚发布了新的文献求助10
11秒前
浩仔完成签到,获得积分10
11秒前
丁凛发布了新的文献求助10
12秒前
感动水杯完成签到 ,获得积分10
12秒前
晚安完成签到,获得积分10
13秒前
77发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Hopemont Capacity Assessment Interview manual and scoring guide 1000
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 700
Mantids of the euro-mediterranean area 600
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
Insecta 2. Blattodea, Mantodea, Isoptera, Grylloblattodea, Phasmatodea, Dermaptera and Embioptera 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3441016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3037387
关于积分的说明 8968794
捐赠科研通 2725927
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1495136
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 691137
邀请新用户注册赠送积分活动 687879