我国科学家首次给二维铁电材料装上“方向盘”，实现定向滑移

根据科技日报于9月17日的报道，来自宁波大学物理科学与技术学院的研究员王宏伟，携手宁波东方理工大学的讲席教授李润伟以及中国科学院宁波材料所的研究员何日等人，首次为原子层厚度的滑移铁电体配备了“方向盘”，使得这种新型二维铁电材料能够实现精准的定向滑移。相关研究成果已发表于国际物理学期刊《物理评论快报》。

滑移铁电体是一种依靠原子层之间整体滑移来实现极化翻转的新型二维铁电材料，其核心特点在于超低能耗、超快响应以及极强的抗疲劳性。它不像传统铁电材料那样依赖离子位移，而是如两张纸一般进行整体滑动，因此天然地避免了铁电疲劳问题。

然而，在理想的单畴结构中，这种材料内部存在多条对称等价的滑移路径，原子层沿哪个方向运动无法被控制。如何让原子层在二维世界中沿指定方向滑动，一直是铁电行业的一大难题。

研究团队以双层氮化硼作为模型系统，通过直接从量子力学基本方程出发的第一性原理计算，摸清了材料的电子及微观结构“家底”，再借助人工智能加持的深度势能分子动力学模拟，追踪上百万个原子在飞秒尺度上的每一个动作。在此基础上，团队沿单一方向对材料施加单轴应变，打破了其三重旋转对称性。

依托这一设计，团队成功打造出由非本征机制主导的方向锁定的层间滑移。研究结果显示，在电场作用下，原子层只能从BA堆垛滑向AB堆垛，实现了单行道式的定向锁定滑移和极化翻转。

模拟结果证明，双层氮化硼完成一次极化翻转仅需约1.7皮秒（IT之家注：1皮秒等于1万亿分之一秒），比传统铁电材料快了3到4个数量级。这一突破性进展，为未来低功耗电子器件的发展提供了新思路，而相关技术细节可在爱游戏娱乐 (中国)官方网站 - 体育精彩尽在这里找到更多延伸阅读。

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