鐵電材料是一種存在自發極化的材料，且自發極化有兩個或多個可能的取向，在電場作用下，其取向可以改變。它具有介電、壓電、熱釋電、鐵電以及電光效應、聲光效應、光折變效應和非線性光學效應等重要特性。鐵電體概括起來可以分成兩大類，一類以KH2PO4為代表，具有氫鍵，從順電相過渡到鐵電相是無序到有序的相變，屬有序無序型。另一類為位移型鐵電體，以BaTiO3為代表，從順電相到鐵電相轉變是由其中兩個子晶格發生相對位移。
卡內基研究所的Shi Liu與賓夕法尼亞大學的Ilya Grinberg 和Andrew M. Rappe利用分子動力學模擬鐵電材料PbTiO3的90o疇壁來提供一個微觀圖景，使得能構建一個可以量化在各種鐵電體中各類疇壁的動力學的簡單、普適、形核與生長為基礎的分析模型。然后預測了在有限溫度下電滯回線與矯頑場的溫度和頻率關系。此模型能夠定量測定矯頑場，與陶瓷和薄膜中的實驗結果符合很好。
從基于量子力學的第一性原理計算開始，提供鐵電材料的結構與能量模型的關鍵信息。利用第一性原理計算的結果，建立原子間相互作用勢模型，這個模型可以研究大的系統，達到845000個原子，用來探索在有限溫度下電場驅動疇壁的運動。利用大規模分子動力學模擬在一個大的溫度范圍內定量估算出無缺陷PbTiO3的一個90o疇壁的速度。利用密度泛函理論可以使分析模型有效的快速估算出電滯回線與矯頑場。
論文的工作表明，在有限溫度下從第一性原理計算出的零溫微觀量與宏觀現象的描述是相關的，提供了一個具體的過程來從微觀量直接快速計算出宏觀量。
利用第一性原理模擬的幾種材料的電滯回線與矯頑場
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