中国中国科学技术大学学金属所等开掘平常的温

中科院金属所等发现室温电极化斯格明子晶格

中国科学院金属研究所研究员马秀良、朱银莲和唐云龙博士与国际团队合作,在PbTiO3/SrTiO3超晶格中发现了室温稳定存在的电极化斯格明子晶格,4月17日相关研究成果在线发表于《自然》杂志。

早在2015年,中科院金属所联合团队通过PbTiO3/SrTiO3铁电多层膜的设计实施应变调控,发现铁电材料中的通量全闭合畴结构并成功制备出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,相关研究成果发表于《科学》。该项工作发表后迅速激发了国际上关于新型铁电极化拓扑结构及性能研究的热潮。

唐云龙在2017年2月至2019年4月访问美国加州大学伯克利分校期间,作为主要实验设计者和完成人员之一,在前述工作基础上,与加州大学伯克利分校多个课题组深入合作,在铁电材料极化拓扑结构研究中再度取得本文开篇的重大突破。

该项工作首次在实空间揭示了电极化体系中的斯格明子晶格。相比于铁磁体系,该种极化斯格明子晶格能够在室温稳定存在,且无需外场诱导产生,相对更容易实现后续动力学行为研究和调控,为探索基于极化斯格明子的新型电子器件提供了途径。

同时,该实验揭示了极化体系中的电偶极子在一定条件下也具有类似特殊自旋凝聚结构的准粒子行为,将为电极化拓扑结构及其性能关系研究打开新的篇章。

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