Polarización ferroeléctrica en una sustancia elemental o compuesto de un solo elemento
2 min readInvestigadores de la Universidad Nacional de Singapur, la Universidad de Zhejiang, la Universidad de Tianjin y la Universidad de la Academia de Ciencias de China publicaron un artículo técnico titulado “Ferroelectricidad bidimensional en una monocapa de bismuto de un solo elemento”.
Abstracto
“Los materiales ferroeléctricos son fascinantes por sus polarizaciones eléctricas conmutables no volátiles inducidas por la ruptura espontánea de la simetría de inversión. Sin embargo, en todos los compuestos ferroeléctricos convencionales, se requieren al menos dos iones constituyentes para soportar el cambio de polarización. Aquí informamos la observación de un estado ferroeléctrico de un solo elemento en una capa de bismuto similar al fósforo negro, en la que la transferencia de carga ordenada y la distorsión atómica regular entre subredes ocurren simultáneamente. En lugar de una configuración orbital homogénea que generalmente ocurre en sustancias elementales, encontramos que los átomos de Bi en una monocapa de Bi similar al fósforo negro mantienen una hibridación orbital sp débil y anisotrópica, dando lugar a la estructura de bucle roto por inversión-simetría acompañada de una redistribución de carga en la celda unitaria. Como resultado, la polarización eléctrica en el plano emerge en la monocapa de Bi. Usando el campo eléctrico en el plano producido por la microscopía de sonda de barrido, la conmutación ferroeléctrica se visualiza experimentalmente. Debido al bloqueo conjugativo entre la transferencia de carga y el desplazamiento del átomo, también observamos el perfil de potencial eléctrico anómalo en la pared de dominio de cola a cola de 180° inducida por la competencia entre la estructura electrónica y la polarización eléctrica. Esta ferroelectricidad emergente de un solo elemento amplía el mecanismo de la ferroeléctrica y podría enriquecer las aplicaciones de la ferroelectrónica en el futuro.
encontrar la técnica papel aquí. Publicado en abril de 2023.
Gou, J., Bai, H., Zhang, X. et al. Ferroelectricidad bidimensional en una monocapa de bismuto de un solo elemento. Naturaleza (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05848-5.
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