我国科研团队发现铁电材料中的“奇点”

2024-05-20 08:05:03

  中国科学院研究在铁电材料中发现极化布洛赫点,该发现是继通量全闭合阵列、半子晶格、周期性电偶极子波之后,研究团队在有关铁电材料拓扑畴结构方面的又一项重要突破。

  相场模拟预测上电极厚度的变化导致半子向布洛赫点转变 ; 两种布洛赫点的局域极化结构; 布洛赫点的位置随电极厚度的变化; 不同电极厚度的薄膜中的应力分布,表明弹性驱动力是导致半子向布洛赫点转变的主要原因。

  该科研团队由中国科学院物理研究所马秀良研究员、中国科学院金属研究所王宇佳研究员、广东松山湖材料实验室冯燕朋副研究员等组成,相关成果在线发表于布洛赫点在涡旋的翻转、斯格明子的形成与湮灭等过程中扮演了重要的角色,是联系经典磁学和量子磁学之间的桥梁。

  SmScO3 衬底上 SrRuO3/PbTiO3/SrRuO3 三层薄膜的截面样 和平面样 的像差校正透射电镜图像,展示了极化布洛赫点的原子尺度极化构型。

  研究团队在前期半子晶格工作的基础上,利用相场模拟构建对称电极模型,发现随着电极厚度的增加,汇聚和发散型半子分别演化成两种类型的布洛赫点:一是面内汇聚且面外发散,二是面内发散且面外汇聚。

  团队利用脉冲激光沉积技术在 SmScO3 衬底上生长由 SrRuO3 电极夹持的超薄 PbTiO3 薄膜,并通过像差校正透射电子显微镜对平面样和截面样进行观察,在 PbTiO3 薄膜中观察到了面内面外呈发散和汇聚特征的极化布洛赫点。

  极化布洛赫点的负电容效应的相场模拟结果。 负电容区域和布洛赫点的分布; 布洛赫点的极化构型图和电场分布图; 穿过布洛赫点的极化、电场、介电常数分布曲线。由课题组供图。

  附上参考地址

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