原標題：鐵電材料中通量全閉合疇結構被發(fā)現(xiàn)

鐵電材料和鐵磁材料有很多相似性，其背后的物理本質(zhì)也是人們一直關心的問題。然而，人們對此種物理本質(zhì)的理解仍然有待深入。例如，在鐵磁材料中發(fā)現(xiàn)的通量全閉合疇結構，理論上也應該出現(xiàn)在鐵電材料中，但始終沒有得到實驗證實。日前，中科院金屬所科研人員通過實驗首次觀察到鐵電材料中通量全閉合疇結構，相關成果發(fā)表在《科學》雜志上。

此前科學家無法在鐵電材料中發(fā)現(xiàn)通量全閉合疇結構，是因為鐵電材料中通量全閉合疇結構必然導致巨大的晶格應變，而如何突破鐵電極化與晶格應變的相互制約是當今鐵電材料領域面臨的一個基礎性科學難題。為此，中科院金屬所的科研人員通過逆向思維設計，實施應變調(diào)控在鈧酸鹽襯底上制備出一系列超薄的PbTiO3鐵電薄膜，利用具有原子尺度分辨能力的像差校正電子顯微術，不僅發(fā)現(xiàn)通量全閉合疇結構及其新奇的原子構型圖譜，而且觀察到由順時針和逆時針閉合結構交替排列所構成的大尺度周期性陣列。在此基礎上，他們揭示了周期性閉合結構的形成規(guī)律，推導出閉合結構核心處超大的應變梯度以及整個閉合結構中巨大的長程彈性應變梯度。

專家指出，鐵電材料中通量全閉合結構以及核心處巨大彎電效應的發(fā)現(xiàn)，將把鐵電薄膜器件的設計和研發(fā)推向一個新的高度，為探索基于鐵電材料的高密度信息存儲器提供新途徑。同時，該項工作證實了巨大的彈性應變梯度可以通過多層膜的形式保存下來，實現(xiàn)了相關物理性能的連續(xù)調(diào)控，為新型梯度功能材料的設計提供了新思路。（彭科峰）