中科大Nano Letters：柔性电子器件开发再添新机，突破二维铁电器件化应用瓶颈 | 前沿用户报道

图1二维CulnP₂S₆中大尺度铁电畴的人工构建。

（a）周期性衬底应力工程流程示意图。

（b）大尺寸波纹状二维CulnP₂S₆的光学图片，插图为选区PFM相位图。

在微观上， CulnP₂S₆中挠曲电效应调控电极化的行为可以使用不对称的畸变Landau-Ginzburg-Devonshire（LGD）双势阱模型进行解释。基于第一性原理计算，研究团队得到了CulnP₂S₆的势能分布图，发现在平坦CulnP₂S₆的势能分布图中，对Cu+离子的面外方向迁移而言具有对称的双势阱，电极化具有简并的基态。

在弯曲的CulnP₂S₆中，引入的应变梯度打破了这一双势阱结构的对称性，从而实现电极化的选择性调控。为了进一步理解弯曲应变对Cu+离子极化位移的调控，研究者还对比了相同波纹结构CulnP₂S₆中条纹畴和非条纹畴的总能。根据计算结果，条纹畴的相对稳定性随着波纹CulnP₂S₆曲率的增加而提高。

图2 基于第一性原理计算获得的双势阱结构的势能曲线。

（a）弯曲的CulnP₂S₆具有不对称势能分布图。

（b）平整的CulnP₂S₆具有对称势能分布图。

研究团队通过衬底应力工程，在二维CulnP₂S₆中成功地引入了巨大的应变梯度，在无外电场条件下，利用挠曲电效应实现了体系中铁电极化状态的调控，并演示了大尺度上人工铁电条纹畴的构筑。结合第一性原理计算，他们通过不对称的畸变LGD双阱模型揭示了二维CulnP₂S₆中挠曲电效应调控铁电极化的内在机制。