中国在铁电畴壁研究取得重大突破

金奎娟院士带领葛琛、张庆华组成的联合团队在1月23日给国际权威期刊《科学》投了论文,这标志着中国在铁电畴壁研究上取得了重大突破。中科院物理所的这群科学家通过巧妙的材料设计和先进的表征技术,成功观测到了只有0.25纳米宽的一维带电畴壁,这个宽度相当于人类头发直径的数十万分之一。而且他们不仅看到了,还给它动起来,用电辐照产生的电场操控它的写入、移动和擦除。这项发现不仅填补了铁电畴壁维度研究的空白,还揭示了极化翻转和离子迁移之间的耦合机制。 从应用的角度看,这个研究给下一代信息技术指明了方向。传统存储单元相当于一个面,现在的铁电畴壁存储概念相当于线,而这次发现的一维畴壁在投影视角下等效于一个点。存储单元从面到线再到点的维度缩减,意味着存储密度有望实现指数级的飞跃。据估算,这种技术的存储密度可以达到每平方厘米20TB。此外,这个研究还揭示了一个潜在应用:一维畴壁结构可能成为同时实现信息存储和类脑计算功能的理想载体。这正好契合了人工智能时代对“存算一体”芯片的需求。基于这个原理构建的器件有望融合存储与处理功能,突破冯·诺依曼瓶颈。 总之,中科院物理所的这项研究成果展示了中国在基础材料研究领域的原创能力。它再次证明了夯实基础研究是孕育颠覆性技术的源头活水。从理解微观世界的电荷线到展望未来信息社会的高效智能计算,中国科学家正在持续深耕关键核心材料与物理机制领域。