北京
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日常生活中常见的二氧化钛（TiO₂）在厚度降到3纳米以下时，会发生令人意外的变化——从非铁电材料转变为铁电材料。这一发现由加州大学伯克利分校等机构的研究团队做出，可能为未来节能芯片和存储器开辟新路径。
铁电材料能够在外加电场作用下翻转极化方向，且工作电压较低，因此被视为高能效存储与逻辑器件的候选材料。通常情况下，材料越薄，铁电性越容易消失；而二氧化钛恰恰相反，当薄膜厚度低于3纳米时，晶体结构逐渐畸变，对称性被打破，从而产生了可切换的电偶极极化。
研究显示，这种铁电相在厚度仅为1纳米时依然存在，约等于二氧化钛晶胞尺寸的两倍。这一现象意味着，普通介电材料在原子尺度下也可能经历铁电相变。
论文作者之一、加州大学伯克利分校教授Sayeef Salahuddin表示：“一种介电材料在减薄到原子尺度时发生铁电相变，这为相变物理和极性畸变研究开启了全新机遇。”
该研究的另一亮点在于，团队并非从既有铁电材料出发，而是尝试让原本不具备铁电性的材料变薄后获得铁电性，这种思路有望解决超薄铁电材料与硅基电子器件集成的难题。
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