研究进展：层状钙钛矿中晶格畸变竞争的新机制学术资讯

来源：今日新材料

钙钛矿材料具有优良的压电、铁电、光电等多场耦合特性，在能量转换和信息存储领域有着广泛的应用。在钙钛矿晶体中，不同晶格振动模式的软化会形成各种不同的晶格畸变。不同晶格畸变之间存在着微妙的竞争和耦合，对材料的铁电性、光电性、磁性等功能特性起着至关重要的作用。

近日，浙江大学工程力学系王杰教授与比利时列日大学Philippe Ghosez教授合作，采用第一性原理计算，并结合价键理论分析和朗道能量模型，揭示了在Ruddlesden-Popper(RP) A3B2O7层状钙钛矿中，氧八面体旋转与Rumpling晶格畸变之间竞争的新机制。该研究发现，在RP结构钙钛矿层/岩盐层界面处，存在较强的Rumpling晶格畸变，从而对材料的多铁性、光电性、负热膨胀等功能特性起着决定性作用。氧八面体旋转与Rumpling之间的竞争可以解释为什么多数RP型铁电体属于碱土元素占据岩盐层A位的化合物。对于岩盐层为碱土元素的RP结构，其界面Rumpling的幅值远远小于岩盐层A位和B位分别为稀土和磁性原子的RP化合物。小幅度的Rumpling不足以完全抑制八面体旋转，因此八面体旋转会存在于碱土型RP层状钙钛矿中，而且它会与极化耦合，产生非本征铁电性。

该研究基于现有实验手段，提出了调控晶格竞争的多种方法，对于室温多铁性材料和负热膨胀材料的设计、以及光电材料带隙的调控等具有重要的指导意义。

文献链接：
Unraveling the suppression of oxygen octahedra rotations in A3B2O7 Ruddlesden-Popper compounds: engineering multiferroicity and beyond，Physical Review Letters, 2020

https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.125.157601

来源：gh_d06fa4463e84 今日新材料

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