Finite-temperature properties of the antiferroelectric perovskite PbZrO3 from a deep-learning interatomic potential

反铁电性 材料科学 钙钛矿(结构) 相变 相(物质) 大气温度范围 热力学 凝聚态物理 统计物理学 物理 结晶学 铁电性 化学 量子力学 电介质 光电子学
作者
Huazhang Zhang,Hao‐Cheng Thong,Louis Bastogne,Churen Gui,Xu He,Philippe Ghosez
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:110 (5) 被引量:5
标识
DOI:10.1103/physrevb.110.054109
摘要

The prototypical antiferroelectric perovskite ${\mathrm{PbZrO}}_{3}$ (PZO) has garnered considerable attention in recent years due to its significance in technological applications and fundamental research. Many unresolved issues in PZO are associated with large length- and time-scales, as well as finite temperatures, presenting significant challenges for first-principles density functional theory studies. Here, we introduce a deep-learnining interatomic potential of PZO, enabling investigation of finite-temperature properties through large-scale atomistic simulations. Trained using an elaborately designed dataset, the model successfully reproduces a large number of phases, in particular, the recently discovered 80-atom antiferroelectric $Pnam$ phase and ferrielectric $Ima2$ phase, providing precise predictions for their structural and dynamical properties. Using this model, we investigated phase transitions of multiple phases, including $Pbam\text{/}Pnam, Ima2$, and $R3c$, which show high similarity to the experimental observation. Our simulation results also highlight the crucial role of free energy in determining the low-temperature phase of PZO, reconciling the apparent contradiction: $Pbam$ is the most commonly observed phase in experiments, while theoretical calculations predict other phases exhibiting even lower energy. Furthermore, in the temperature range where the $Pbam$ phase is thermodynamically stable, typical double polarization hysteresis loops for antiferroelectrics were obtained, along with a detailed elucidation of the structural evolution during the electric-field induced transitions between the nonpolar $Pbam$ and polar $R3c$ phases.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
司瑛士完成签到,获得积分10
1秒前
duncan发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
orixero应助7U采纳,获得10
3秒前
1101592875发布了新的文献求助20
7秒前
zhanghaha发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
9秒前
11秒前
冷傲玫瑰发布了新的文献求助10
11秒前
Muxintong关注了科研通微信公众号
13秒前
科研小白发布了新的文献求助10
14秒前
博学为农发布了新的文献求助10
15秒前
22222完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
18秒前
刘洋完成签到,获得积分10
18秒前
2202完成签到,获得积分10
20秒前
ZYH完成签到 ,获得积分10
20秒前
亚亚完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
路茄完成签到,获得积分20
22秒前
zhang发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
莫离发布了新的文献求助10
23秒前
桐桐应助科研小白采纳,获得10
25秒前
香蕉八宝粥完成签到,获得积分10
26秒前
领导范儿应助亚亚采纳,获得30
27秒前
CipherSage应助莫离采纳,获得10
33秒前
qly应助粗心的寒荷采纳,获得10
34秒前
如意的冰双完成签到 ,获得积分10
34秒前
35秒前
八宝粥001完成签到,获得积分10
36秒前
脑洞疼应助mary采纳,获得10
36秒前
似水流年发布了新的文献求助30
38秒前
39秒前
40秒前
40秒前
研友_VZG7GZ应助妩媚的妙海采纳,获得10
41秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
振动分析基础 -- (美)L_米罗维奇著;上海交通大学理论力学教研室译 1000
Future Approaches to Electrochemical Sensing of Neurotransmitters 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 1000
壮语核心名词的语言地图及解释 900
盐环境来源微生物多相分类及嗜盐古菌基因 组适应性与演化研究 500
A First Course in Bayesian Statistical Methods 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 计算机科学 纳米技术 复合材料 化学工程 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3912948
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3458306
关于积分的说明 10899580
捐赠科研通 3184586
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1760329
邀请新用户注册赠送积分活动 851501
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 792716