近期，我院计算凝聚态物理课题组在高压诱导铁电相变理论研究方面取得新进展，相关结果“Pressure-induced ferroelectric transition in LiBC”发表在《Phys. Rev. B》(2022, 106, 174106)，张虎博士为第一作者和通讯作者。
一般情况下，高压会抑制铁电性。本工作中，作者首先建立了一个唯象理论来描述高压诱导的铁电相变行为，然后通过第一性原理计算确定在LiBC中，高压会诱导出铁电相变，相变压强约为108 GPa。在压强小于60 GPa时，无法得到极性结构，压强增加后，极性结构作为亚稳态出现，直到相变发生，且极性结构比非极性结构更稳定。与此对应的是，极性结构的一个光学声子模式在压强大于60 GPa时出现频率减小行为，但是相变发生时此频率仍相对较大。波恩有效电荷、介电常数和电子结构也都预示着相变的发生。此外，LiBC中呈现出铁电材料中很罕见的双势阱。研究结果不仅建立了唯象模型，发现了具体高压诱导铁电相变材料LiBC，还为设计能够在压力下工作的铁电相关器件提供可能。
该工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北大学高层次人才引进经费和河北大学超算中心的资助和支持。
文章链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.106.174106
