在国家自然科学基金重大研究计划、广东省自然科学基金杰出青年项目等资助下，华南先进光电子研究院先进材料研究所研究员陈德杨团队与合作者，在无铅铁电纳米电子学研究领域取得重要进展。近日，相关成果发表于《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。
铁酸铋（BiFeO3）外延薄膜中“类c/a孪晶畴壁”的原子尺度结构示意图。黄色区域为“类c/a畴”孪晶区，展现出可电场操纵的导电特性：灰色小球朝上移动 (蓝色拖尾) ，导电通道打开；朝下运动 (红色拖尾) 则导电通道关闭。研究团队供图
随着信息技术的飞速发展，开发速度更快、能耗更低的新型纳米电子器件已成为科学界与产业界共同关注的焦点。铁电材料中的“畴壁”——一种原子尺度的微型界面——因其独特的导电、耦合等物理性质，被视为构建未来纳米电子元件的理想“基元”。铅基铁电材料中的特殊畴壁c/a表现出了丰富的物理特性和应用前景。然而，如何在无铅铁电材料钛酸铋铁中构筑类似的畴壁结构，一直是该领域面临的重要挑战。
为此，陈德杨研究员、陈超副研究员团队联合中国科学院高能物理研究所、香港理工大学、南京大学等团队，创新性地在钛酸铋铁外延薄膜中成功构筑了“类c/a孪晶畴壁”，将以往仅在含铅材料中存在的优异畴壁结构引入了无铅体系。
该人工畴壁展现出畴壁导电性和增强的挠曲电效应，并可实现极化门控的可切换导电性，具备作为新型非易失性存储元件的核心潜力，为设计下一代畴壁纳米电子器件奠定了坚实的基础。（来源：中国科学报 朱汉斌）
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202531891
