电场诱导纤锌矿铁电体中二维六方相畴壁的原子构型与电子特性

发布日期： 2025年04月17日

来源：Nature

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电场诱导纤锌矿铁电体中二维六方相畴壁的原子构型与电子特性

纤锌矿结构铁电体（wurtzite ferroelectrics）因其颠覆性潜力成为下一代微电子器件的明星材料，但学界对其畴壁（domain walls）的精确原子排布与电子特性始终雾里看花。最新研究以ScGaN为模型，借助透射电子显微镜（TEM）的火眼金睛和密度泛函理论（DFT）的量子力学推演，首次捕捉到电场诱导下带电畴壁的“褶皱状”二维六方相结构。理论计算更曝出猛料——这类畴壁竟在禁带中开辟出前所未有的中隙态（mid-gap states）！定量分析揭晓了铁电材料中反极化畴壁稳定的终极密码：180°畴壁处的极化突变，原来是被“流浪”的价电子（unbonded valence electrons）悄然中和。更妙的是，实验团队成功演示了畴壁电导的“七十二变”，这些纳米级导电通道或将催生突破摩尔极限的梦幻器件。

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