量子顺电SrTiO₃薄膜

低温极性纳米畴成像

直接观测到SrTiO₃在量子顺电转变前后极性纳米畴的自组装与碎裂过程，揭示其反常介电响应的微观起源。

Yang, Zhang · Sung, Jung-suk · 李聪 · 于浦 · Hovden, Robert · Baggari, Ismail El

Nature 2026

参数信息

成像温度

20 K

周期结构形成温度

105 K

量子顺电转变温度

40 K

技术优势

直接看到畴结构

用低温扫描透射电子显微镜在 20 K 下成像，首次把 SrTiO₃ 的极性纳米畴实空间结构拍了出来。

揭示畴的自发演变

观测到畴结构随温度的变化：105 K 以下短程极性畴自发形成周期性排列，进入量子顺电区后这种周期性结构又碎裂成小团簇。

应用场景

• 量子材料表征：用实空间成像揭示量子材料中极性畴的演变规律。
• 介电材料：解释其反常高介电常数的微观来源。
• 低温电子学：极性畴结构可能影响低温电子器件的性能。
• 极性拓扑结构：观测到的畴排列与碎裂展示了极性拓扑结构的动态变化。