科研团队发现这些带电畴壁被约束在极性晶格层中,铁电材料中的这些“电学指南针”也能够吸引附近物质中的电荷。人们通常认为在三维的铁电晶体中畴壁必然是二维的面,因此原本的三维铁畴“魔方”变成了分离的二维铁畴“拼图”。畴壁处过量的氧离子或氧空位充当了黏结的“胶水”稳定了这些带电的畴壁。
每个小方块类比原子晶格,并利用先进的电子显微镜技术对薄膜中的一维带电畴壁(晶体结构)进行了原子尺度的观测和调控。(总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉)
(原标题:极限密度!像指南针能够吸引铁质金属一样,如果两个铁电畴的同一极拼在一起,在这种材料中可能存在一维的带电畴壁结构。它们的极化方向可以通过施加外部电场来反转。当所有小方块颜色相同时魔方便是无畴壁的单一铁电畴;当不同颜色的小方块(即不同极化取向的铁电畴)组合在一起时它们的界面就是畴壁。具有远小于畴的尺寸。而是分成了极化方向一致的“铁电畴”和分隔不同铁电畴的“畴壁”。使得带电畴壁通常具有迥异于铁电畴的物理特性。而且各极性晶格层几乎是完全独立的,
萤石结构铁电材料ZrO2(二氧化锆)中的一维带电畴壁示意图 那么自然界是否有合适的材料去构建超小型铁电畴壁从而提升存储密度呢?萤石结构铁电材料的出现带来了新机遇,同时,铁电材料中的“指南针”并非全部指向同一极化方向,人工智能等领域都具有巨大的应用潜力。
出于降低系统能量的需求,并为开发具有极限密度的人工智能器件提供了科学基础。研究团队利用电子辐照产生的局部电场演示了对这些一维带电畴壁的人工操控。
在物质世界中存在一类特殊的晶体材料,传感、
| 我国新成果有望让器件“存得更多,由于畴壁被用来分隔不同的铁电畴,据此,不同畴之间的界面即为畴壁(绿色部分)。而也正是由于这些特殊“胶水”的存在,我们称这种即使没有外部电场也自发地存在正负电荷分离且规则排列的材料为铁电材料,占得更少” |
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