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Octahedral Distortion and Displacement-type Ferroelectricity with Switchable Photovoltaic Effect in a 3d3-electron Perovskite System
3d3鈣鈦礦體系位移型鐵電極化、八面體畸變及鐵電光伏效應
B. W. Zhou, J. Zhang, X. B. Ye, G. X. Liu, X. Xu, J. Wang, Z. H. Liu, L. Zhou, Z. Y. Liao, H. B. Yao, S. Xu, J. J. Shi, X. Shen, X. H. Yu, Z. W. Hu, H. J. Lin, C. T. Chen, X. G. Qiu, C. Dong, J. X. Zhang, R. C. Yu, P. Yu, K. J. Jin, Q. B. Meng, and Y. W. Long*
2023/09/07
在3d3電子構型的鈣鈦礦材料體系中，由於t2g電子軌道半填滿，BO6八面體畸變往往較小。利用高溫高壓方法，本文作者製備了一種擁有3d3 Mn4+電子態的鈣鈦礦氧化物材料Hg0.75Pb0.25MnO3 (HPMO)。該化合物與其他3d3電子構型的鈣鈦礦體系，例如RCrO3 (R = 稀土元素)相比，展現出高約兩個數量級的巨大的八面體結構畸變。與中心對稱的HgMnO3和PbMnO3母相大不相同的是，該A位摻雜的HPMO化合物結晶成空間群為Ama2的極性結構，並表現出由A位和B位離子位移引起的自發鐵電極化(理論值為26.5 μC/cm2)。更有趣的是，在該多晶材料中也觀察到可調控的鐵電光伏效應。