滑移铁电：理论、实验及潜在应用.pdf

前沿进展

滑移铁电：理论、实验及潜在应用*2024－09－30收到

†email：yangliu1@ctgu.edu.cn

1，†2，††††email：wmh1987@hust.edu.cn

杨柳吴梦昊

(1三峡大学物理系湖北省弱磁探测工程技术研究中心宜昌443002)DOI：10.7693/w

(2华中科技大学物理学院武汉430074)CSTR：32040.14.w

Slidingferroelectricity:theory，experiment，and

potentialapplications

†††

YANGLiu1，WUMeng-Hao2，

(1DepartmentofPhysics，HubeiEngineeringResearchCenterofWeakMagnetic-field

Detection，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang443002，China)

(2SchoolofPhysics，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)

摘要近年来，二维铁电受到了广泛关注，尤其是滑移铁电理论指出，大多数

二维材料都可以通过层间堆叠产生垂直极化，并在电场下通过层间滑移翻转，这种独

特的铁电机制已在多种范德瓦耳斯体系中得到了实验的广泛验证。文章综述了近期滑

移铁电的理论和实验进展及其潜在应用：其独特的滑移机制使翻转势垒空前降低同时

又保证了热稳定性，还可使信息写入高速低耗且抗疲劳；滑移铁电性与二维材料磁、

光、超导、谷电子、拓扑性质、声子手性等丰富物性的耦合使它们可以被非易失性电

控，相关的莫尔铁电、金属铁电、非线性霍尔效应等也极大丰富了铁电物理，为探索新

奇物理现象和开发新型电子器件提供了广阔平台。目前已实现了滑移铁电单晶的大规模

生长，基于滑移铁电的晶体管、神经形态忆阻器、光电子等器件的优越性能也得到验证，

未经优化的翻转速度和抗疲劳性已能和目前成熟的铁电器件最优性能相比拟，未来前

景可期。

关键词二维材料，滑移/莫尔铁电，高速低耗，抗疲劳

AbstractInrecentyears,two-dimensional(2D)ferroelectricshavestimulatedremarkable

interest.Notably,therecentlyproposedconceptofslidingferroelectricitysuggeststhatformost

2Dmaterials,verticalpolarizationcanbeinducedthroughinterlayerstackingintheirbilayers

andmultilayers,whichareswitchableuponinterlayerslidingdrivenbyaverticalelectricfield.

Suchslidingferroelectricityhasbeenextensively