共轭聚合物中的Thouless泵驱动的巨大压电效应
摘要：有机聚合物的压电性引起了越来越多的关注，因为它们具有传统无机陶瓷所没有的几个优点。虽然大多数有机压电材料依赖于固有的局部偶极子的存在，但共轭聚合物中可以预见到高度非局域的电子极化，其特点是分散和高度响应的π电子。这些一维系统代表了托勒普泵的物理实现，这是一种基于拓扑性质的绝热电荷输运机制，正如本项工作所展示的那样，它产生了与能带隙能量成反比的异常大的动态有效电荷。一个结构性（铁电）相变进一步增强了压电响应，类似于在与形态可变相界附近的压电钙钛矿中观察到的响应。使用混合泛函进行的第一性原理密度泛函理论（DFT）计算，在两种典型的共轭聚合物中表现，表明最先进的有机压电材料被具有高度异常电荷的压电共轭聚合物超越了，碳的异常电荷大于5e - 常规值大约为1e - 并在约为1eV的能隙下达到了巨大的30e的值。
作者：Stefano Paolo Villani, Marco Campetella, Paolo Barone, and Francesco Mauri
论文ID：2308.16070
分类：Materials Science
分类简称：cond-mat.mtrl-sci
提交时间：2023-08-31