柯小琴、王栋PRL：一种全新的铁电畴翻转机制

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铁电畴的翻转关乎铁电材料的多种性能如压电性能、电卡性能，铁电存储性能等。铁电准同型相界由于具有超高压电性能，因而理解铁电准同型相界处的畴翻转机制对于进一步开发高性能压电材料具有重要的意义。普遍认为，铁电准同型相界处畴翻转是通过极化的逐渐旋转来实现，然而极化旋转理论只针对单畴，仍然不能解释铁电准同型相界材料的多畴状态在外电场下如何翻转。

铁电畴

       近日，前沿院青年教师柯小琴博士和王栋博士通过相场模拟发现了铁电体准同型相界处的一种全新的畴翻转机制。该研究发现，在铁电准同型相界处，大畴可以通过类似于成分条幅分解的形式长出两种不同极化方向的纳米畴，从而形成畴中畴纳米畴结构。由于该种畴翻转机制与成分的条幅分解非常类似，因此把它命名为“极化条幅分解”。与成分条幅分解类似，极化条幅分解是由于大畴的极化方向处在自由能二阶导小于零的位置，因此可以自动分解成两种纳米畴。进一步的研究发现，与单畴极化旋转相比，极化的条幅分解机制可以进一步增强铁电准同型相界的压电性能。
该研究揭示了铁电准同型相界处畴翻转的一种全新机制，完善了铁电准同型相界处的畴翻转机制研究。这种全新的极化条幅分解机制可以帮助理解铁电准同型相界处的高压电性能，并且对于铁电相变理论的发展具有重要意义。
       以上研究结果以论文形式发表在物理学旗舰期刊Physical Review Letters上，论文题目为“Polarization Spinodal at Ferroelectric Morphotropic Phase Boundary”。前沿院青年教师柯小琴为本论文的第一作者，前沿院青年教师王栋为本论文的通讯作者，前沿院任晓兵院长及美国俄亥俄州立大学王云志教授共同参与了该课题的研究。西安交大前沿院为本文的第一作者单位和通讯作者单位。该项研究工作得到了国家自然科学基金，西安交通大学的经费支持。
       文章链接：https://journals.aps.org/prl/abs ... sRevLett.125.127602


       文章来源：西安交通大学
       王栋，西安交通大学博士生导师。曾到美国俄亥俄州立大学访学。获陕西省优秀博士学位论文奖。2014年6月加盟西安交通大学前沿院微观组织科学中心。目前主要从事智能材料（形状记忆合金，铁电材料，铁磁材料）和钛合金的实验及理论模拟研究。已在Physical　Review　Letters等期刊共发表文章20余篇，总被引315次，H-index为9（数据截止2015年8月7日）。
       柯小琴，西安交通大学。获美国俄亥俄州立大学博士学位。目前主要从事铁性材料的畴结构和性能以及扩散偶的微观结构和扩散路径的相场模拟研究。迄今已在国际著名期刊上发表科研论文多篇，总被引12次，H-index为2（数据截止2015年8月7日）。
       任晓兵，1982年考入西安交大，在校期间因成绩优异被保送攻读硕士学位，1988年被保送直攻博士。1990－92年被国家教委选拔赴日本大阪大学留学进行联合培养博士的实验研究。回国后于1994年获西安交大工学博士，其博士论文被评为西安交大“优秀博士论文”。

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