铁电材料凭借独特的极化特性,在现代电子器件中应用广泛。但长期以来,铁电材料内部微观结构仍有不少未解之处。中国科学院物理研究所研究团队通过系统实验,在萤石结构铁电材料中首次观察到并完成表征的一维带电畴壁,揭示了一种新的微观结构形态。畴壁是铁电材料中不同极化方向区域之间的界面。以往观点认为,畴壁主要呈二维平面结构;此次发现的一维带电畴壁突破了这个认识,显示出材料在纳米尺度上更为丰富的结构形态。研究表明,这种一维结构的厚度和宽度都极其微小,约为头发直径的数十万分之一,处于典型的极微观尺度。
从二维到一维,畴壁形态的“降维突破”不仅带来新的科学发现,也提示了基础研究对未来技术路径的开拓价值;面向高密度、低能耗、高可靠的下一代器件需求,只有坚持从机理出发,以材料为基础、以工程为连接,才能将微观尺度的新结构现象转化为可验证、可复现、可应用的技术可能。