Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2024, выпуск 12 » Статья стр. 2311
<<<>>>
Флексоэлектрический эффект в GeTe
РНФ, 22-19-00766
Кузнецов В.Г. 1,2, Якубов А.О. 3, Терехов Д.Ю.3, Лазаренко П.И. 3, Трепаков В.А. 1, Колобов А.В.4
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург, Россия
3Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники", Москва, Зеленоград, Россия
4Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, Институт физики, Санкт-Петербург, Россия
Email: vladimir.kuznetsov@mail.ioffe.ru, alexsey007@mail.ru, aka.jum@gmail.com, trevl@mail.ioffe.ru, akolobov@herzen.spb.ru
Поступила в редакцию: 21 ноября 2024 г.
В окончательной редакции: 24 ноября 2024 г.
Принята к печати: 28 ноября 2024 г.
Выставление онлайн: 19 января 2025 г.
PDF версия
Теллурид германия (GeTe) является химически и структурно простым, но при этом многофункциональным материалом. Это и полупроводник, который под давлением становится сверхпроводником, и высокотемпературный сегнетоэлектрик, и фазопеременный материал, и один из лучших термоэлектриков, и материал с рекордно большим эффектом Рашбы. В данной работе мы демонстрируем посредством первопринципных расчетов и электрических измерений, что у GeTe есть еще одно фундаментальное свойство: тонкие пластины теллурида германия могут проявлять флексоэлектрический эффект. Полученные результаты, в сочетании с эффектом Рашбы, открывают возможность механического управления спиновыми свойствами, создавая предпосылки для реализации принципиально новых устройств спинтроники. Ключевые слова: теллурид германия, сегнетоэлектрик, первопринципные расчеты, флексоэлектрический эффект, спинтроника.
  1. H. Cheng, H. Yao, Y. Xu, J. Jiang, Y. Yang, J. Wang, X. Li, Y. Li, J. Shao. Chem. Mater. 36, 3764 (2024)
  2. Н.Х. Абрикосов, Л.Е Шелимова. Полупроводниковые материалы на основе соединений АIVBVI. Наука, М. (1975). 195 c
  3. J.N. Bierly, L. Muldawer, O. Beckman. Acta Metallurgica 11, 447 (1963)
  4. J. Goldak, C.S. Barrett, D. Innes, W. Youdelis. J. Chem. Phys. 44, 3323 (1966)
  5. G.S. Pawley, W. Cochran, R.A. Cowley, G. Dolling. Phys. Rev. Lett. 17, 14, 753 (1966)
  6. Т.Б. Жукова, А.И. Заславский. Кристаллография 12, 37 (1967)
  7. E.F. Sreigmeier, G. Harbeke. Solid. St. Comm. 8, 1275 (1970)
  8. T. Chattopadhyay, J.X. Boucherle, H.G. Von Schnering. J. Phys. C 20, 1431 (1987)
  9. U.D. Wdowik, K. Parlinski, S. Rols, T. Chatterji. Phys. Rev. B 89, 224306 (2014)
  10. J. Li, X. Zhang, X. Wang, Z. Bu, L. Zheng, B. Zhou, F. Xiong, Y. Chen, Y. Pei. J. Am. Chem. Soc. 140, 47, 16190 (2018)
  11. J. Li, X. Zhang, Z. Chen, S. Lin, W. Li, J. Shen, I.T. Witting, A. Faghaninia, Y. Chen, A. Jain, L. Chen, G.J. Snyder, Y. Pei1. Joule 2, 1 (2018)
  12. M. Hong, J. Zou, Z.G. Chen. Adv. Mater. 1807071 (2019)
  13. X. Zhang, Z. Bu, S. Lin, Z. Chen, W. Li, Y. Pei1. Joule 4, 1 (2020)
  14. M. Li, X.L. Shi, Z.G. Chen. Adv. Funct. Mater. 34, 2403498 (2024)
  15. A.V. Kolobov, J. Tominaga. Chalcogenides: metastability and phase-change phenomena. Springer, London. (2012). 284 p
  16. D. Di Sante, P. Barone, R. Bertacco, S. Picozzi. Adv. Mater. 25, 4, 509 (2013)
  17. M. Liebmann, C. Rinaldi, D. Di Sante, J. Kellner, C. Pauly, R.N. Wang, J.E. Boschker, A. Giussani, S. Bertoli, M. Cantoni, L. Baldrati, M. Asa, I. Vobornik, G. Panaccione, D. Marchenko, J. Sanchez-Barriga, O. Rader, R. Calarco, S. Picozzi, R. Bertacco, M. Morgenstern. Adv. Mater. 28, 3, 560 (2016)
  18. L. Ponet, S. Artyukhin. Phys. Rev. B 98, 174102 (2018)
  19. X. Yang, X.M. Li, Yang Li, Yan Li, R. Sun, J.N. Liu, X. Bai, N. Li, Z.K. Xie, L. Su, Z.Z. Gong, X.Q. Zhang, W. He, Z. Cheng. Nano Lett. 21, 1, 77 (2021)
  20. H.J. Elmers, R. Wallauer, M. Liebmann, J. Kellner, M. Morgenstern, R.N. Wang, J.E. Boschker, R. Calarco, J. Sanchez-Barriga, O. Rader, D. Kutnyakhov, S.V. Chernov, K. Medjanik, C. Tusche, M. Ellguth, H. Volfova, St. Borek, J. Braun, J. Minar, H. Ebert, G. Schonhense. Phys. Rev. B 98, 201403(R) (2016)
  21. J. Krempasky, H. Volfova, S. Muff, N. Pilet, G. Landolt, M. Radovic, M. Shi, D. Kriegner, V. Holy, J. Braun, H. Ebert, F. Bisti, V.A. Rogalev, V.N. Strocov, G. Springholz, J. Minar, J.H. Dil. Phys. Rev. B 94, 205111 (2016)
  22. J.E. Boschker, R. Wang, R. Calarco. CrystEngComm. 19, 5324 (2017)
  23. C.M. Acosta, A. Fazzio, G.M. Dalpian, A. Zunger, Phys. Rev. B 102, 144106 (2020)
  24. А.К. Таганцев. ЖЭТФ 88, 2108 (1985)
  25. А.К. Таганцев. УФН 152, 423 (1987)
  26. A.K. Tagantsev. Phase Transit. 35, 119 (1991)
  27. P. Zubko, G. Catalan, A.K. Tagantsev. Annu. Rev. Mater. Res. 43, 387 (2013)
  28. P.V. Yudin, A.K. Tagantsev. Nanotechnology 24, 432001 (2013)
  29. A.K. Tagantsev, P.V. Yudin. In: Flexoelectricity in solids: from theory to applications. / Eds. A.K. Tagantsev, P.V. Yudin. New Jersey: World Scientific. (2016). P. 1
  30. B. Wanga, Y. Gua, S. Zhanga, L.-Q. Chen. Progr. Mat. Sci. 106, 100570 (2019)
  31. Q. Deng, S. Lv, Z. Li, K. Tan, X. Liang, S. Shen. J. Appl. Phys. 128, 080902 (2020)
  32. J. Ji, G. Yu, C. Xu, H.J. Xiang. Nat. Commun. 15, 135 (2024)
  33. А.К. Звездин, А.А. Мухин. Письма в ЖЭТФ 89, 385 (2009)
  34. А.И. Александров, И.А. Александров, В.Г. Шевченко. Письма в ЖЭТФ 104, 581 (2016)
  35. V. Garcia, M. Bibes, Nature 483, 279 (2012)
  36. F. Bernardini. In: Nitride Semiconductor Devices: Principles and Simulation. Wiley-VCH, Berlin. (2007). part. 3, P. 49
  37. H.Y. Hwang, Y. Iwasa, M. Kawasaki, B. Keimer, N. Nagaosa, Y. Tokura. Nat. Mater. 11, 103 (2012)
  38. A.V. Kolobov, D.J. Kim, A. Giussani, P. Fons, J. Tominaga, R. Calarco, A. Gruverman. APL Mater. 2, 066101 (2014)
  39. W.S. Gorsky. Phys. Zeitschr. Sowjet. 8, 457 (1935)
  40. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Электродинамика сплошных сред. Физматлит, М. (1992). 656 с
  41. Р. Реста, Д. Вандербильт. В сб.: Физика сегнетоэлектриков: современный взгляд. / Под ред. К.М. Рабе, Ч.Г. Ана, Ж.-М. 3-е издание, Бином, М. (2015). С. 43
  42. R.D. King-Smith, D. Vanderbilt. Phys. Rev. B 47, 1651(R) (1993)
  43. R. Resta. Rev. Mod. Phys. 66, 899 (1994)
  44. R. Resta, D. Vanderbilt. Physics of Ferroelectrics. Topics in Applied Physics. 105, Springer, Berlin, Heidelberg (2007)
  45. М. Лайнс, А. Гласс. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. Мир., М. (1981). 736 c
  46. D. Vanderbilt. Berry Phases in Electronic Structure Theory. Cambridge, University Press. (2018). 384 p
  47. D. Xiao, M.C. Chang, Q. Niu. Rev. Mod. Phys. 82, 3, 1959 (2010)
  48. M.D. Segall, P.J.D. Lindan, M.J. Probert, C.J. Pickard, P.J. Hasnip, S.J. Clark, M.C. Payne. J. Phys: Cond. Matter. 14, 2717 (2002)
  49. S.J. Clark, M.D. Segall, C.J. Pickard, P.J. Hasnip, M.J. Probert, K. Refson, M. Payne. Z. Kristallogr. Cryst. Mater. 220, 567 (2005)
  50. J.P. Perdew, A. Ruzsinszky, G.I. Csonka, O.A. Vydrov, G.E. Scuseria, L.A. Constantin, X. Zhou, K. Burke. Phys. Rev. Lett. 100, 136406 (2008)
  51. D.R. Hamann. Phys. Rev. B 88, 085117 (2013)
  52. M. Schlipf, F. Gygi. Comp. Phys. Commun. 196, 36 (2015)
  53. J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett. 77, 18, 3865 (1996)
  54. P. Fons, A.V. Kolobov, M. Krbal, J. Tominaga, K.S. Andrikopoulos, S.N. Yannopoulos, G.A. Voyiatzis, T. Uruga. Phys. Rev.B 82, 15, 155209 (2010)
  55. C. Rinaldi, J.C. Rojas-Sanchez, R.N. Wang, Y. Fu, S. Oyarzun, L. Vila, S. Bertoli, M. Asa, L. Baldrati, M. Cantoni, J.-M. George, R. Calarco, A. Fert, R. Bertacco. APL Mater. 4, 032501 (2016)
  56. C. Rinaldi, S. Varotto, M. Asa, J. S awinska, J. Fujii, G. Vinai, S. Cecchi, D. Di Sante, R. Calarco, I. Vobornik, G. Panaccione, S. Picozzi, R. Bertacco. Nano Lett. 18, 5, 2751 (2018)
  57. Y.H. Meng, W. Bai, H. Gao, S.J. Gong, J.Q. Wang, C.G. Duan, J.H. Chu. Nanoscale 9, 45, 17957 (2017).

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme