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(shí)驗(yàn)室馮燕朋副研究員等組成的研究團(tuán)隊(duì)，最新在鐵電材料中研究發(fā)現(xiàn)極化“布洛赫點(diǎn)”(Bloch point)，它是矢量場中的“奇點(diǎn)”，其周圍的矢量朝向空間中的各個(gè)方向。
研究團(tuán)隊(duì)表示，該項(xiàng)研究工作進(jìn)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?fù)洚牻Y(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(chǔ)器件具有重要意義。
極化“布洛赫點(diǎn)”的理論預(yù)測與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)示意圖。中國科學(xué)院金屬研究所/供圖這項(xiàng)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(tuán)隊(duì)在有關(guān)鐵電材料拓?fù)洚牻Y(jié)構(gòu)方面取得的又一項(xiàng)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(diǎn)”為題在線發(fā)表。
研究團(tuán)隊(duì)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(diǎn)：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(jìn)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(diǎn)”。(完)