研究突破 - 中国科学院物理研究所团队在铁电材料研究中取得突破性进展，首次在萤石结构氧化锆薄膜中观测到一维带电畴壁，并实现了对其的人工操控 [1] - 该成果颠覆了畴壁结构是二维平面结构的传统认知，相关研究成果发表于《科学》杂志 [1] 技术细节 - 在具有特殊层状晶体结构的萤石类铁电材料中，铁电极化被限制在分离的极性层内，使得原本二维的畴壁有望收缩为一维线性结构 [1] - 团队采用激光法制备出自支撑的萤石结构氧化锆薄膜，并利用先进电子显微镜进行原子尺度观测以验证猜想 [1] - 实验证实一维带电畴壁的厚度与宽度仅为埃米级别，约为头发直径的数十万分之一 [2] - 畴壁处聚集的过量氧离子或氧空位充当电荷补偿的“胶水”，稳定了这类带电结构 [2] - 团队通过电子辐照产生局部电场，成功实现对一维畴壁的产生、移动与擦除的人工调控 [2] 应用前景 - 该研究为在原子尺度设计新型功能结构提供了新思路 [2] - 预示着未来可以在比现有技术小得多的尺度上，精准控制一维畴壁的生成、移动与擦除，从而实现高效率的模拟计算 [2] - 为开发具有极限密度、性能更强的人工智能器件提供了科学基础，特别是为开发存储密度接近物理极限的人工智能器件奠定了理论基础 [1][2]