ACS Nano：范德瓦尔斯纳米线中堆垛层错引起的对称性破缺

芣苢

2022-11-23

虽然传统的铁电体基于体相或薄膜形式的极性晶体，但二维和层状材料可以通过中心对称构建单元之间的对称破缺机制来获得铁电性，例如，通过在范德瓦尔斯堆叠中创建低对称界面。近日，内布拉斯加大学林肯分校Peter Sutter等报道了一种解决范德瓦尔斯晶体对称性破缺的方法，该方法依赖于非极性体层序列中堆垛层错的自发结合。

本文要点：

1）这一概念是通过富硒IV族单硫属化物 (GeSe_1–xS_x) 合金组成的纳米线实现的，该合金通过气-液-固生长获得。

2）单晶线具有层状结构，其中沿纳米线轴的非极性 A-B 体相堆叠被具有局部 A-A' 堆叠的单层堆垛层错打断。密度泛函理论通过降低 GeSe（或富硒 GeSe_1-xS_x 合金）中的堆垛层错形成能来解释这种行为。

3）计算表明，与单硫属化物单层类似，插入的 A 层应显示自发电极化，并具有与高于室温的居里温度一致的转换势垒。二次谐波生成信号与沿导线的堆垛层错密度可变一致。

该结果指出了通过范德瓦尔斯晶体中的层堆叠设计铁电体的可能途径。

Eli Sutter, et al. Stacking Fault Induced Symmetry Breaking in van der Waals Nanowires. ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c09172

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c09172