科學家首次在工程二維晶體上證明了非對稱鐵電性

來自北佛羅里達大學原子樂高實驗室的一支物理研究團隊,剛剛發現了一種被稱作“非對稱鐵電性”(asymmetric ferroelectricity)的新奇電子現象。通過與伊利諾伊和亞利桑那州立大學的研究人員合作,UNF 物理學助理教授 Maitri Warusawithana 博士帶領的這支團隊,首次在工程二維晶體證明了這一現象。

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實驗裝置(來自:UNF)

研究人員們在工程晶體中證明的非對稱鐵電性,恰逢在某些天然晶體中發現鐵電性后的 100 年。

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研究配圖 – 1:自然與非對稱鐵電性

所謂鐵電晶體,特指表現出兩個相等的雙穩態偏振晶體,現已被用於包括固態存儲器、RFID 卡片、傳感器、以及精密執行器等在內的諸多高科技應用。

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研究配圖 – 2:樣本結構與有序上層結構的成像應變

通過原子級的材料設計方案,研究團隊首次展示了一種全新的非對稱鐵電性現象。

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研究配圖 – 3:非對稱應變引發銳利二維界面和八面體畸變的證據

與天然鐵電體相比,這些工程晶體會引發不對稱的雙穩態(具有兩種不等的穩定極化狀態)。

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研究配圖 – 4:不同超晶格介電磁化率的場調諧

Maitri Warusawithana 教授指出,本次實驗觀察有望進一步推動可定製的電子特性,從而開闢更多新奇有趣的技術應用場景。

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研究配圖 – 5:111- 和 222+ 樣品中的非對稱鐵電態

有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《物理評論 B 刊》上,原標題為《Asymmetric ferroelectricity by design in atomic-layer superlattices with broken inversion symmetry》。

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