我校团队研究成果在《Science》期刊上发表

2023-04-05
单位(作者):新材料技术研究院

以我校为第一研究单位,新材料技术研究院博士研究生杨倩倩为第一作者,张林兴和田建军教授为通讯作者,邢献然和陈骏教授等人指导的研究成果以于3月24日发表在《Science》期刊上。

本工作以萤石结构Bi2O3为基体,调整其Bi-O层数,得到一系列以铋氧为骨架的层状结构m(Bi-O)(m=3,5,7)。通过使用基因遗传算法搜索Bi6On(n=6-12)单胞中每组原子的最低能量的排列,确立Bi6O9层状结构,该结构的生成能明显低于其他化合物,而且具有较宽的禁带宽度和最稳定的结构。引入Sm元素有效稳定了低维下的层状结构(BSO),实现低至1nm时该结构仍然稳定存在,并且呈现出标准铁电滞回线以及优异的铁电性能。PFM测试结果呈现出明显的相翻转。密度泛函理论(DFT)指出该薄膜的铁电性是由Bi-O孤对电子引起而不是基底应力导致,从而具有稳定的铁电性能。

该研究的溶液工程外延薄膜技术,可以在多种基底上实现该体系层状结构薄膜,这项工作对于原子尺度薄膜的制备及原子尺度高密度电子器件的发展均具有重要意义,所开发的制备技术也表现出很好的应用前景。

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