Dielectric Response in Ferroelectrics Near Polarization Switching: Analytical Calculations, First-Principles Modeling, and Experimental Verification

电介质 偶极子 铁电性 介电响应 电容器 极化(电化学) 电场 电容 极化密度 材料科学 电压 计算物理学 物理 凝聚态物理 光电子学 化学 量子力学 磁场 物理化学 电极 磁化
作者
Sergiu Clima,Anne S. Verhulst,P. Bagul,Brecht Truijen,S. R. C. McMitchell,I. De Wolf,Geoffrey Pourtois,J. Van Houdt
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:69 (9): 5345-5350 被引量:1
标识
DOI:10.1109/ted.2022.3194822
摘要

Ferroelectrics (FEs) are increasingly used in nonvolatile memory applications. However, the impact of the electric dipole switching on its material parameters, in particular on the dielectric response, is not fully understood. In this work, an analytical model, linking the dielectric response to the potential energy curve, is first used to qualitatively illustrate the nonconstant evolution of the dielectric response with applied electric field. Increasing precision, we then show from first-principles density functional theory simulations that defect-free FE materials undergo changes in potential energy near the FE switching that lead to vibrational modes softening, which impacts the dielectric response. In particular, we observe that the dielectric response $\varepsilon $ of an FE material with antialigned polarization increases as the applied electric field increases toward the coercive field. We incorporate this new insight in the time-dependent NLS-based predictions and demonstrate that this evolution of the dielectric response right before polarization reversal is required for a proper match between experiment and prediction of the capacitance–voltage ( CV ) characteristics of the metal–ferroelectric–metal (MFM) capacitor.
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
潦草小狗完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
神勇雨双完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
阿玉发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
科研小菜完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
李健应助古月采纳,获得10
2秒前
lic完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
科研通AI2S应助小王采纳,获得10
3秒前
3秒前
yydragen应助XHT采纳,获得30
4秒前
橙汁完成签到,获得积分20
4秒前
结实缘郡完成签到,获得积分10
4秒前
深情安青应助对照采纳,获得10
4秒前
rain完成签到 ,获得积分10
4秒前
JamesPei应助研友_nPoDRL采纳,获得10
5秒前
踏雪无痕发布了新的文献求助10
5秒前
lxy发布了新的文献求助10
5秒前
科研小菜发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
khurram发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
纯真又莲完成签到,获得积分10
7秒前
猕猴桃完成签到,获得积分10
7秒前
韩胖喵发布了新的文献求助10
8秒前
Lance先生完成签到,获得积分10
8秒前
烟花应助坚强枫采纳,获得30
8秒前
tong完成签到,获得积分10
9秒前
行走De太阳花完成签到,获得积分10
9秒前
zwenng完成签到,获得积分10
9秒前
xyx945应助我行我素采纳,获得10
9秒前
小巧吐司完成签到,获得积分10
9秒前
Oliver完成签到,获得积分20
10秒前
研友_VZG7GZ应助他方世界采纳,获得10
10秒前
annie完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
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 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
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 3986829
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529292
关于积分的说明 11244137
捐赠科研通 3267685
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803843
邀请新用户注册赠送积分活动 881223
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808600