层状硫代/硒代磷酸盐备受关注，其作为二维和准二维电子材料，具有潜在的控制电介质作用。近日，范德堡大学Sokrates T. Pantelides，橡树岭国家实验室Petro Maksymovych，Nina Balke等将密度泛函理论计算，量子分子动力学模拟以及可变温度，-压力和-偏置压电响应力显微镜数据相组合，预测和验证了铜铟硫代磷酸盐（CuInP2S6）的范德华间隙会导致一种异常的铁电特性的存在—一种用于铜置换的单轴四重势阱。理论计算得出的Cu位移势能图受应变的影响很大，这揭示了负压电系数的起源，并使CuInP2S6成为单轴多重阱铁电体。实验数据验证了四个极化状态的共存，并探索了温度，压力和偏置相关的压电和铁电特性，这些特性进一步得到了偏置相关的分子动力学模拟的支持。这些现象为基础研究以及在数据存储和电子学中的应用提供了新的机会。
John A. Brehm, Sabine M. Neumayer, Lei Tao, P Sokrates T. Pantelides*, Petro Maksymovych*, Nina Balke*, et al. Tunable quadruple-well ferroelectric van der Waals crystals. Nat. Mater., 2019
DOI: 10.1038/s41563-019-0532-z
