六方密堆极性斯格明子晶格

外电场稳定拓扑结构

拓扑稳定的极化涡旋晶格，通过外电场精准调控弹性、静电与梯度能竞争，为纳米铁电器件提供了有序凝聚态新平台。

袁帅 · 陈祖煌 · Prokhorenko, Sergei · Nahas, Yousra · 刘晨晗 · Xu, Bing · 陈朗 · Das, Sujit · Martin, Lane W.

Physical Review Letters 2023

技术优势

电场可调

施加外电场即可在超薄 PbTiO₃ 薄膜中稳定六方密排极性斯格明子晶格，无需改变材料组分或制备工艺。

规则晶格

形成了长程有序的六方密排晶格，为构建基于拓扑极化纹理的周期性器件阵列提供了可能。

厚度可控

晶格常数随薄膜厚度增加而增大，与 Kittel 定律相符，可通过膜厚设计晶格周期。

应用场景

• 纳米铁电存储器：利用有序斯格明子晶格作为存储单元，通过外电场调控拓扑态实现信息写入与读取。
• 拓扑电子器件：将拓扑稳定的极化纹理集成到电子器件中，探索基于拓扑序的新型功能。
• 拓扑极化纹理：提供了一种在薄膜中形成的六方密排极化纹理，可作为研究拓扑相变和演化的模型体系。
• 纳米功能器件：利用斯格明子晶格的规则排列，可制备基于拓扑极化序的纳米功能器件阵列。