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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

发布时间:2020-01-15 20:06    点击次数:194次   

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  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研究员曹彦伟(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4月18日以Artificial two-dimensional polar metal at room temperature为题发表在《自然-通讯》(Nature Communications,DOI:10.1038/s44-9)上,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。

  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研究员曹彦伟(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4月18日以Artificial two-dimensional polar metal at room temperature 为题发表在《自然-通讯》(Nature Communications,DOI:10.1038/s44-9)上,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。


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