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中國科學(xué)家團隊最新研究發(fā)現(xiàn)鐵電材料中的“奇點”

2024-05-18 10:35:40

來源:中國新聞網(wǎng)

  中新網(wǎng)北京5月18日電 (記者 孫自法)記者5月18日從中國科學(xué)院獲悉,中國科學(xué)院物理研究所馬秀良研究員、中國科學(xué)院金屬研究所王宇佳研究員、廣東松山湖材料實驗室馮燕朋副研究員等組成的研究團隊,最新在鐵電材料中研究發(fā)現(xiàn)極化“布洛赫點”(Bloch point),它是矢量場中的“奇點”,其周圍的矢量朝向空間中的各個方向。

  研究團隊表示,該項研究工作進一步完善了通過失配應(yīng)變調(diào)控鐵電材料疇結(jié)構(gòu)的重要性和有效性,揭示極化體系中的電偶極子在一定條件下可以形成類似特殊凝聚結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)粒子,豐富了極化拓撲疇結(jié)構(gòu)家族,對探索基于鐵電材料的高密度非易失性信息存儲器件具有重要意義。

極化“布洛赫點”的理論預(yù)測與實驗發(fā)現(xiàn)示意圖。中國科學(xué)院金屬研究所/供圖

  這項研究發(fā)現(xiàn)是繼通量全閉合陣列、半子晶格、周期性電偶極子波之后,該研究團隊在有關(guān)鐵電材料拓撲疇結(jié)構(gòu)方面取得的又一項重要突破。相關(guān)成果論文近日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》以“應(yīng)變調(diào)制鐵電薄膜中的極化布洛赫點”為題在線發(fā)表。

  研究團隊介紹說,在前期半子晶格工作的基礎(chǔ)上,他們利用相場模擬構(gòu)建對稱電極模型,發(fā)現(xiàn)隨著電極厚度的增加,匯聚和發(fā)散型半子分別演化成兩種類型的布洛赫點:其一是面內(nèi)匯聚且面外發(fā)散,其二是面內(nèi)發(fā)散且面外匯聚。

  隨后,他們利用脈沖激光沉積技術(shù)在外延生長鈧酸釤(SmScO3)襯底上生長由釕酸鍶(SrRuO3)電極夾持的超薄鈦酸鉛(PbTiO3)薄膜(5納米),并通過像差校正透射電子顯微鏡對平面樣和截面樣進行觀察,最終在超薄鈦酸鉛薄膜中觀察到面內(nèi)面外呈發(fā)散和匯聚特征的極化“布洛赫點”。(完)

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