Advanced Materials:长春光机所在纤锌矿铁电体研究领域取得重大突破
近日，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术全国重点实验室黎大兵团队联合浙江大学材料科学与工程学院电子显微镜中心田鹤团队在纤锌矿铁电体研究领域取得重大突破，揭示了纤锌矿氮化物铁电体中低场驱动的畴壁运动新机制。相关研究成果以"Low-Field-Driven Domain Wall Motion in Wurtzite Ferroelectrics"为题发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。
铁电材料在信息存储、传感器、能量转换等领域具有重要应用价值。传统的钙钛矿结构铁电材料已被广泛研究，而纤锌矿结构铁电材料作为一种新兴的铁电体系，因其与现代半导体工艺的兼容性而备受关注。然而，纤锌矿铁电体中畴壁的运动机制及其调控规律仍不清楚，这极大地限制了其在实际器件中的应用。
研究团队通过高分辨透射电子显微镜、原位电学测试和第一性原理计算等多种手段，系统研究了纤锌矿氮化镓铝（AlGaN）铁电薄膜中的畴壁结构和运动行为。研究发现，在较低的外加电场下（约100 kV/cm），畴壁即可发生显著的移动，这一场强远低于传统钙钛矿铁电体中畴壁移动所需的场强。进一步的原子尺度表征揭示，纤锌矿铁电体中存在一种独特的带电畴壁结构，这种畴壁在外场作用下能够通过台阶流动机制实现高效移动。
该研究不仅深化了对纤锌矿铁电体物理本质的理解，也为开发基于纤锌矿结构的新型铁电器件提供了重要的理论指导和实验依据。这一成果展现了纤锌矿铁电材料在低功耗电子器件领域的巨大应用潜力。