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宁波材料所在人工二维铁电金属研究方面取得进展
作者:,日期:2018-06-15

  目前普遍认为,铁电材料都是绝缘体,这是由于导体中的自由电子会完全屏蔽电偶极矩,从而无法形成长程铁电序。然而,1965年诺贝尔物理学奖获得者P.W.Anderson与其合作者E.I.Blount预测了一种特殊的量子态——铁电金属,即材料中铁电性和金属性共存。半个多世纪以来,科学家一直在苦苦寻找室温二维铁电金属材料,就像寻找水与火共存的材料,极其稀有。 

  最近,中国科学院宁波材料技术与工程研究所、中国科学院磁性材料与器件重点实验室的曹彦伟研究员(第一作者和通讯作者)与其合作者在此方向实现了突破。他与来自美国罗格斯大学、布鲁克海文国家实验室、加州大学伯克利分校、宾州州立大学、阿贡国家实验室、伯克利国家实验室等单位的研究人员合作,利用原子级精度的激光分子束外延技术制备了高质量的室温二维铁电金属BaTiO3/SrTiO3/LaTiO3(如图),实现了界面二维电子气的铁电极化,以及电荷、轨道、铁电极化的周期性调控。该工作不但实现了人工室温二维铁电金属的制备,更为设计具有铁电、铁磁和超导三相共存的二维量子材料提供了思路,有望推动新型量子器件的应用。该研究工作于2018年4月18日以“Artificial two-dimensional polar metal at room temperature”为题发表在Nature Communications(DOI:10.1038/s41467-018-03964-9)上(论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-03964-9),并被选为编辑推荐文章,作为亮点工作报道(Editors’ highlights)。

  该工作部分得到了中科院“百人计划”、宁波市“3315创新团队”、宁波材料所“团队人才”计划的支持。

 

 

BaTiO3/SrTiO3/LaTiO3超晶格扫描透射电子显微镜照片

 

(磁材事业部 曹彦伟、宋洋)