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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » Vasp&MedeA » 铁电薄膜的电势分布问题
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byin

铜虫 (正式写手)
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40楼: Originally posted by iamikaruk at 2012-05-24 16:15:26:
自发极化本身就会产生电场啊，要不然的话就不会存在矫顽场了

矫顽场是和晶体缺陷之类的联系的吧，这已经高于第一原理的常规范围了，不属于材料的本征属性。


我似乎理解你的观点了

不要把极化当做偶极子看，偶极子必然产生电场。但是当我们研究的是无限大的铁电材料时，我觉得采用平行板电容器模型更为合适
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41楼2012-05-24 16:23:49
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iamikaruk

木虫 (著名写手)
★
WDD880227: 金币+1, 鼓励回帖交流 2012-05-24 16:55:45
引用回帖:
41楼: Originally posted by byin at 2012-05-24 16:23:49:
矫顽场是和晶体缺陷之类的联系的吧，这已经高于第一原理的常规范围了，不属于材料的本征属性。


我似乎理解你的观点了

不要把极化当做偶极子看，偶极子必然产生电场。但是当我们研究的是无限大的铁电材料时

矫顽场严格来说起源于铁电畴与铁电畴之间的极化和应变等各种相互作用，跟缺陷没有任何关系。简单来说可以看成各个铁电畴之间极化的相互作用对外场的抗拒作用，一个最简单的模型就是Ising模型：

如果铁电畴没有自发极化和内部电场的话，根本就不会产生矫顽场，比如说顺电材料的P-E线
无限大的铁电材料也一样存在电场，整体就体现在Ps上
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42楼2012-05-24 16:35:36
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byin

铜虫 (正式写手)
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42楼: Originally posted by iamikaruk at 2012-05-24 16:35:36:
矫顽场严格来说起源于铁电畴与铁电畴之间的极化和应变等各种相互作用，跟缺陷没有任何关系。简单来说可以看成各个铁电畴之间极化的相互作用对外场的抗拒作用，一个最简单的模型就是Ising模型：
H=-\frac{1}{2} J_

矫顽场，确实和晶体各向异性，力电耦合，等多种因素相关，但是晶体缺陷确实影响矫顽力的重要因素之一。

通常，我们在模拟无限大材料的时候，会取一个单胞，这个单胞的边界上，并没有电势的改变，所以，也就不存在电场。内部局域的电场肯定是存在的，但是这个电场对单胞的平均是0
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43楼2012-05-24 17:36:29
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iamikaruk

木虫 (著名写手)
★ ★
liliangfang: 金币+2, 谢谢交流 2012-05-25 09:00:24
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43楼: Originally posted by byin at 2012-05-24 17:36:29:
矫顽场，确实和晶体各向异性，力电耦合，等多种因素相关，但是晶体缺陷确实影响矫顽力的重要因素之一。

通常，我们在模拟无限大材料的时候，会取一个单胞，这个单胞的边界上，并没有电势的改变，所以，也就不存

晶体缺陷只是影响矫顽力，但是矫顽力的根本起因不是缺陷，其根本原因是每个铁电畴之间自发极化的相互作用，晶体各向异性，力电耦合也是因素之一，但是在经典的LGD热力学模型中那些项都不是最重要的。
你说的没有解释为何会产生自发极化。
那么说吧，按照铁电相变的位移型模型，自发极化来源于点的长波横光学支软化，首先横光学波会产生一个电场，其次，这个电场是长波长，当然你可以说这个电场时间平均上是0。但是到了相变温度的时候，这个横波光学模将彻底软化，其对应的电场也就变成了直流场。你也可以那么考虑，该横波光学模的软化实际上是长程偶极-偶极相互作用与短程排斥相互作用之间的微妙平衡，而在相变温度以下长程偶极-偶极相互作用大于短程排斥相互作用。
另外，为何在声子谱的模拟中无法直接重现LO-TO劈裂，就是因为长程偶极-偶极相互作用破坏了周期性边界条件，所以要做non-analytical correction
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44楼2012-05-24 19:19:04
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byin

铜虫 (正式写手)
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44楼: Originally posted by iamikaruk at 2012-05-24 19:19:04:
晶体缺陷只是影响矫顽力，但是矫顽力的根本起因不是缺陷，其根本原因是每个铁电畴之间自发极化的相互作用，晶体各向异性，力电耦合也是因素之一，但是在经典的LGD热力学模型中那些项都不是最重要的。
你说的没有解

其对应的电场也就变成了直流场

正确，但是这个直流电场的分布是全局的还是局部的，在空间上的平均又是如何呢？
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45楼2012-05-24 19:51:04
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iamikaruk

木虫 (著名写手)
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45楼: Originally posted by byin at 2012-05-24 19:51:04:
其对应的电场也就变成了直流场

正确，但是这个直流电场的分布是全局的还是局部的，在空间上的平均又是如何呢？

点对应于长波极限
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46楼2012-05-24 20:14:40
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byin

铜虫 (正式写手)
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46楼: Originally posted by iamikaruk at 2012-05-24 20:14:40:
\Gamma点对应于长波极限

长波极限，指的是该振动模态的波长很长，无穷。即每个单胞内的正负电荷相对位移一样。
其软化后形成构型为：
…… +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  ……
…… +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  ……
…… +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  ……
…… +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  ……
…… +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  ……
…… +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  ……
…… +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  ……
这样的构型下，会有电场吗
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47楼2012-05-24 20:29:19
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iamikaruk

木虫 (著名写手)
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47楼: Originally posted by byin at 2012-05-24 20:29:19:
长波极限，指的是该振动模态的波长很长，无穷。即每个单胞内的正负电荷相对位移一样。
其软化后形成构型为：
…… +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  +     -  ……
…… +     -  +     -  +

问题就在这里了，我认为是会产生电场的
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48楼2012-05-24 20:59:05
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byin

铜虫 (正式写手)
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48楼: Originally posted by iamikaruk at 2012-05-24 20:59:05
问题就在这里了，我认为是会产生电场的...

我觉得是没有的
首先，无限大平行板电容器中，如果带等量异号的电荷，则在其内部形成电场，E=sigma/epsilon，而在其外部，不产生影响。

其次，考虑顺电相，厚度方向四个单胞
   10+                  10+                   10+                  10+
   10-                   10-                    10-                   10-

铁电相，正负电荷被拉开0.4a，形成电偶极矩p=10*0.4a，极化强度P=p/V=4/A，其中A为单胞侧面面积。
   10+    10-          10+    10-          10+    10-          10+    10-      

等价于（分配比例和距离成反比，以保证单胞内无电压降）
4+6+     6-4-       4+6+    6-4-        4+6+   6-4-        4+6+    6-4-   
所以，真正对电势产生影响的，只有表面的极化电荷
4+                                                                                    4-
该极化电荷的面密度sigma=4/A=P，其产生的电场就是退极化场，且不存在其他的电场。

故，当没有表面时，我认为是没有电场的
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49楼2012-05-25 19:55:31
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iamikaruk

木虫 (著名写手)
引用回帖:
49楼: Originally posted by byin at 2012-05-25 19:55:31
我觉得是没有的
首先，无限大平行板电容器中，如果带等量异号的电荷，则在其内部形成电场，E=sigma/epsilon，而在其外部，不产生影响。

其次，考虑顺电相，厚度方向四个单胞
   10+                  10+     ...

从简单的偶极子模型来说，你这种说法是正确的。但是要知道，这种模型根本无法解释铁电自发极化。另外做相场模拟的人都要考虑的分布，如果你认为没有介观和宏观电场的话，那么相场模拟的人都在模拟什么？
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50楼2012-05-25 23:10:07
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