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马秀良研究员就铁电拓扑结构研究接受Nature Index专访
 
2021-07-12 | 文章来源:材料结构与缺陷研究部        【 】【打印】【关闭

  钙钛矿型铁电氧化物具有外场可控的极化,可作为信息存储和逻辑器件。拓扑极化结构自身的拓扑保护性,使其在信息处理、传输、存储等方面具有重要的应用价值。然而,铁电材料中的极化拓扑结构一般都包含本体对称性不允许的连续极化旋转。如何突破铁电极化与晶格应变的相互制约,实现极化反转与晶格应变的有效调控,获得有望用于超高密度信息存储的结构单元,是当今铁电材料领域面临的一个基础性科学难题。

  2015年,马秀良研究团队利用具有亚埃尺度分辨能力的像差校正电子显微术,在超薄PbTiO3铁电薄膜中不仅发现通量全闭合畴结构及其新奇的原子构型图谱,而且观察到由顺时针和逆时针闭合结构交替排列所构成的大尺度周期性阵列(Science 2015)。在此基础上,美国伯克利国家实验室Ramesh院士领导的课题组发现了具有涡旋特征的通量全闭合结构(Nature 2016)以及与唐云龙博士合作发现了斯格明子晶格(Nature 2019)。最近,马秀良研究团队又相继在铁电材料中发现半子及半子晶格(Nature Materials 2020)以及周期性电极化波(Science Advances 2021)。

  针对铁电拓扑结构目前的研究现状、未来发展方向、科学研究的原动力、电子显微技术的作用、物质结构的再认识、新材料的探索等诸多话题,2021年5月,马秀良研究员和Ramesh院士同时接受了自然指数(Nature Index)的视频专访。该访谈的简要内容于2021年7月1日刊登在《自然》(Nature)上。

  2014年11月开始发布的自然指数(Nature Index)是依托于具有重要影响力的国际学术期刊,统计各高校、科研院所(国家)在国际上最具影响力的研究型学术期刊上发表论文信息的数据库。自然指数现已发展成为国际公认的,能够衡量机构、国家和地区在科学领域的高质量研究产出与合作情况的重要指标,在全球范围内具有一定的影响力。

  全文链接

(a) 斯格明子中的三维极化示意图;(b)会聚型和发散型半子交替排列所形成的周期性半子晶格示意图。

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