Прямое наблюдение неколлинеарной фериелектричности в двумерном гибридном германиевом перовските

Открытие фериелектричности, которую можно охарактеризовать как антиферроэлектрический порядок с нескомпенсированным диполем, открыло новые возможности для изучения и взаимосвязи множественных дипольных порядков. Тем не менее из‑за жестких симметрийных требований и неоднозначных определений экспериментальная визуализация фериелектричности в кристаллах по‑прежнему редка. В данной работе экспериментально визуализирована характерная неколлинеарная фериелектричность в двумерном гибридном германиевом перовските (butylammonium)2GeI4. По петлям поляризация–электрическое поле показана наличие ферроэлектрической поляризации в направлении, перпендикулярном плоскости, и антиферроэлектрического порядка в плоскости в однохристаллах. С повышением температуры (butylammonium)2GeI4 последовательно претерпевает фазовые переходы ферроэлектрик → фериелектрик → ферроэлектрик → параэлектрик с изменением симметрии. Температурно‑зависимый анализ кристаллической структуры и теоретические расчеты показывают, что конкуренция между динамикой органических катионов и смещениями ионов, вызванными стереоактивной парой одиночных электронов, приводит к формированию отличительного фериелектрического порядка. Работа открывает возможности для исследования фериелектриков, интегрирующих несколько дипольных порядков, подчеркивая их уникальные функции и перспективные приложения.