二维人造类铁电金属问世有望催生新一代设备和应用

　　美国科学家领导的一个国际科研小组近日称，他们研制出了一种新型二维人造金属材料，其在室温下的性质类似铁电材料，证实了诺贝尔物理学奖获得者菲鲁普·安德森50多年前提出的“铁电金属”理论。这种新人造材料也有望催生新一代设备和应用。

　　铁电材料是一种介电材料，通常是不能导电的。其广泛用于手机、计算机存储器、高精度电机、超敏感传感器和声呐设备等电子产品中。

　　上海科技大学物质科学与技术学院研究员郭艳峰表示，1965年，安德森等人预言了一种特殊的结构相变——“铁电金属”，即在金属状态下实现与铁电转变完全相同的结构相变。受此鼓舞，半个多世纪以来，科学家一直在苦苦寻觅真正的铁电金属材料，试图打破传统物理学的禁锢，真正将金属性与铁电性统一到一种材料中。不过，这就像将火与冰混在一起，无一成功。

　　现在，罗格斯大学实验物理学教授贾克·查克哈连领导的团队，创造了一类新型二维人造材料，它们在室温下具有类似铁电材料的特性，证实了安德森的理论。

　　据研究人员解释，当一种材料变成铁电材料时，其原子会永久移动，他们试图为铁电晶体增加金属导电性。具体做法是利用脉冲激光沉积薄膜，制备出钛酸钡（BaTiO3）3/钛酸锶（SrTiO3）/钛酸镧（LaTiO3）复合薄膜结构，在钛酸锶/钛酸镧界面处形成二维电子气实现金属导电，同时借助钛酸钡极性结构实现铁电结构相变，从而制造出了一种类似铁电材料的金属。

　　查克哈连说：“新结构还拥有丰富的可调节物理性质，真可谓一举两得。”

　　郭艳峰表示：“新研究另辟蹊径，借助复合结构，实现了金属性和铁电性的融合，对基础物理研究意义重大，但是还需要更多研究，证明得到的是真正的铁电金属。如果科学家研制出真正的铁电金属，那无疑是一个相当大的突破。”

　　研究在线发表于最新一期的《自然·通讯》杂志。