Giant Piezoelectric Effects of Topological Structures in Stretched Ferroelectric Membranes

压电 铁电性 偶极子 材料科学 极化(电化学) 密度泛函理论 相界 单斜晶系 极地的 凝聚态物理 分子动力学 相(物质) 拓扑(电路) 化学物理 物理 光电子学 结晶学 晶体结构 复合材料 电介质 化学 量子力学 物理化学 组合数学 数学
作者
Yihao Hu,Jiyuan Yang,Shi Liu
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:133 (4) 被引量:11
标识
DOI:10.1103/physrevlett.133.046802
摘要

Freestanding ferroelectric oxide membranes emerge as a promising platform for exploring the interplay between topological polar ordering and dipolar interactions that are continuously tunable by strain. Our investigations combining density functional theory (DFT) and deep-learning-assisted molecular dynamics simulations demonstrate that DFT-predicted strain-driven morphotropic phase boundary involving monoclinic phases manifest as diverse domain structures at room temperatures, featuring continuous distributions of dipole orientations and mobile domain walls. Detailed analysis of dynamic structures reveals that the enhanced piezoelectric response observed in stretched PbTiO_{3} membranes results from small-angle rotations of dipoles at domain walls, distinct from conventional polarization rotation mechanism and adaptive phase theory inferred from static structures. We identify a ferroelectric topological structure, termed "dipole spiral," which exhibits a giant intrinsic piezoelectric response (>320 pC/N). This helical structure, possessing a rotational zero-energy mode, unlocks new possibilities for exploring chiral phonon dynamics and dipolar Dzyaloshinskii-Moriya-like interactions.
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
gomm完成签到,获得积分10
刚刚
CipherSage应助我来了采纳,获得30
刚刚
刚刚
Paradox发布了新的文献求助10
1秒前
努力努力发布了新的文献求助10
1秒前
华仔应助顺心的巨人采纳,获得10
2秒前
2秒前
蓝桉发布了新的文献求助10
2秒前
lyx完成签到,获得积分10
2秒前
我是老大应助katsuras采纳,获得10
2秒前
3秒前
禾下乘凉完成签到,获得积分20
3秒前
欣慰白山应助七七采纳,获得10
3秒前
WINWINNI完成签到,获得积分10
3秒前
路会飞完成签到,获得积分10
3秒前
冷傲书雪完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
222发布了新的文献求助10
4秒前
疯狂的沛岚完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
无花果应助chenyunxia采纳,获得30
5秒前
带路完成签到,获得积分10
5秒前
key发布了新的文献求助10
5秒前
YinHy完成签到,获得积分10
5秒前
sanyecai完成签到,获得积分10
5秒前
orixero应助努力努力采纳,获得10
6秒前
直率铁身完成签到,获得积分10
6秒前
haku完成签到,获得积分10
7秒前
醉眠完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
9秒前
Sweety柠檬酱完成签到,获得积分10
10秒前
灬zl...发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
小菲完成签到,获得积分20
11秒前
唠叨的觅海完成签到,获得积分10
11秒前
xuxux发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4009765
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3549723
关于积分的说明 11303208
捐赠科研通 3284239
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810545
邀请新用户注册赠送积分活动 886356
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811355