找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 669|回复: 1

[材料资讯] 马秀良、朱银莲、唐云龙等:铁电超晶格中发现周期性电偶极子波

[复制链接]

71

主题

72

帖子

98

积分

注册会员

Rank: 2

积分
98
发表于 2021-7-12 13:53:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
拓扑极化结构自身具有拓扑保护性,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。

铁电超晶格

铁电超晶格
图1:(A, B, C) PbTiO3单胞示意图与极化方向的判定;(D, E) HAADF-STEM图像和θ~2θ XRD结构和生长质量表征;(F) 傅里叶变换;(G, H) 晶格常数与离子位移信息。

铁电超晶格

铁电超晶格
图2:(A) 一个PbTiO3/SrTiO3周期的HAADF-STEM图像;(B, C, D) 电偶极子波的极化分布图与细节图;(E) 一个电偶极子波的示意图。

铁电超晶格

铁电超晶格
图3:(A) 一个PbTiO3/SrTiO3周期的极化分布图像;(B, C) 电偶极子波的正弦函数关系曲线拟合。

铁电超晶格

铁电超晶格
图4:(A, B, C, D) 不同应变条件下一个PbTiO3/SrTiO3周期的极化波极化分布图;(E) 极化波的相场模拟图;(F) PbTiO3/SrTiO3超晶格的应变-厚度相图。
  近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心马秀良朱银莲唐云龙以及博士生宫风辉等人在铁电超晶格中发现电偶极子波(electric dipole wave, 或称极化波)。2021年7月9日,《科学·进展》(Science Advances)以“铁电材料中的周期性极化波”( Atomic mapping of periodic dipole waves in ferroelectric oxide )为题在线发表了该项研究成果。这一结果是继通量全闭合畴结构(Science, 2015)和半子晶格(Nature Materials, 2020)的发现之后,该团队在有关铁电材料拓扑畴组态方面的又一项重要研究进展,为与铁磁材料类比的结构特性又增添了新的实质性内容,也为探索基于铁电极化的量子材料及器件的构筑提供了新的参考和借鉴。
  该团队在实现原子层级PbTiO3/SrTiO3超晶格精密沉积的基础上,利用急冷处理,在PbTiO3铁电层中发现稳定存在的周期性电偶极子波;利用以像差校正电子显微镜为主的多尺度研究手段,揭示了电偶极子波的极化和应变等物理特性。新发现的电偶极子波是由头尾相连的电偶极子以类似正弦曲线的形式排布而成,其极化分布特征符合方程y = Asin(2πx/L) + y0。同时,他们利用相场模拟理论方法构建了超晶格体系的应变与厚度关系相图,确定了电偶极子波存在的相区,填补了铁电超晶格体系中应变-厚度相图中关于电偶极子波这一空白。
  该项工作进一步完善了铁电材料中极化拓扑结构的组态,对设计和研发基于铁电材料的信息传输、处理、存储等功能的电子器件具有重要的意义。同时,新型极化拓扑结构在实空间的直接展现,再次表明具有亚埃尺度分辨能力的像差校正透射电子显微术是科学家认识物质结构和自然规律的有力工具。
  原文链接:http://www.imr.cas.cn/xwzx/kydt/202107/W020210712396185755963.pdf
          文章来源:金属所
      马秀良,男,满族,1964年3月生。中国科学院金属研究所研究员;固体原子像研究部主任;中国电子显微学会副理事长。1988年毕业于大连理工大学材料工程系。随后师从著名材料科学家、晶体学家、中国电子显微学会奠基人之一郭可信院士(1923-2006),在中国科学院北京电子显微镜实验室及大连理工大学从事Al基合金中十次对称准晶及相关晶体相的电子显微学研究。1994年获博士学位。先后在德国Dortmund大学(“洪堡”学者)、日本精细陶瓷研究中心(名古屋)、东京大学、香港城市大学及德国Jülich研究中心等地从事固体材料结构与缺陷的高分辨电子显微学研究。2001年4月起任中国科学院金属研究所研究员。现已合作撰写学术专著2部、合译专著1部。在Science, Nature Materials, Nature Communications, Physical Review Letters等具有重要影响力的国际学术期刊上发表论文220余篇,被引3300余次。
      朱银莲,中国科学院金属研究所研究员。1991年毕业于大连理工大学材料系。1994年获得大连理工大学工学硕士学位。2005年获得中国科学院金属研究所材料物理与化学专业的博士学位。主要从事单晶高温合金和低维氧化物功能材料显微结构表征及与性能的关系方面的研究。
       唐云龙,中国科学院金属研究所研究员。2008年毕业于四川大学生物医学工程专业。同年考入中国科学院金属研究所,攻读材料学专业硕士学位。2010年转博至中国科学院金属研究所材料物理与化学专业,攻读博士学位,并于2014年获工学博士学位。2014年7月起任职于中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室。曾获GATAN电子显微学研究奖学金(2012);中国科学院研究生院(国科大)三好学生(2013);中国科学院研究生院(国科大)博士研究生国家奖学金(2013);中国科学院金属研究所师昌绪奖学金三等奖(2014)。在包括Science, Scientific Reports, Acta Materialia, J. Mater. Res. J. Appl. Phys.等SCI检索的国际学术期刊上发表论文7篇。主持沈阳材料科学国家(联合)实验室青年人才项目一项,参与国家自然科学基金委重点基金及科技部973项目各一项。


  声明:本网部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们,我们将及时进行处理。

本帖被以下淘专辑推荐:

回复

使用道具 举报

0

主题

58

帖子

171

积分

注册会员

Rank: 2

积分
171
发表于 2021-7-18 13:49:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 ppaazz123 于 2021-8-30 14:15 编辑

有用的资讯 谢谢分享















供樓計算機
回复 支持 反对

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|一起进步网 ( 京ICP备14007691号-1

GMT+8, 2024-3-28 18:01 , Processed in 0.092541 second(s), 41 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表