纖鋅礦型鐵電體對下一代微電子器件具有變革性潛力。全面理解其鐵電特性和疇結構動(dòng)力學(xué)，對于調控其鐵電性能并開(kāi)發(fā)其實(shí)用器件的功能性至關(guān)重要。盡管研究熱度高漲，但纖鋅礦鐵電體中疇壁的精確構型與電子結構仍不明確。
2025年4月16日，密歇根大學(xué)安娜堡分校米澤田教授團隊（王丁博士等為第一作者）在 Nature 期刊發(fā)表了題為：Electric-field-induced domain walls in wurtzite ferroelectrics 的研究論文。
該研究為鐵電材料 ScGaN 中電場(chǎng)誘導疇壁提供了詳細的原子尺度見(jiàn)解，豐富了對纖鋅礦鐵電體微觀(guān)結構和疇動(dòng)力學(xué)的理解。王丁
王丁，2014 年于清華大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，2019 年于清華大學(xué)獲得博士學(xué)位，此后在美國密歇根大學(xué)安娜堡分校進(jìn)行博士后研究工作，并出任助理研究科學(xué)家，2025年3月回國加入北京大學(xué)物理學(xué)院，任助理教授、博士生導師。
在這項最新研究中，研究團隊揭示了鐵電材料 ScGaN 中電場(chǎng)誘導疇壁的原子構型與電子特性。通過(guò)結合透射電子顯微技術(shù)與理論計算，研究團隊發(fā)現了一種具有彎曲二維六方相結構的帶電疇壁。密度泛函理論計算證實(shí)，這類(lèi)疇壁結構會(huì )在禁帶中產(chǎn)生前所未有的帶隙中態(tài)。定量分析揭示了一個(gè)普適性的電荷補償機制：180° 疇壁處的極化不連續性通過(guò)未鍵合的價(jià)電子得到補償，從而穩定了鐵電材料中的反平行疇壁。實(shí)驗進(jìn)一步驗證了這類(lèi)疇壁的可重構導電特性，展現了其在超微型器件應用中的潛力。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08812-7
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