在物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)深度融合的前沿領(lǐng)域，通過構(gòu)建極限尺寸的功能結(jié)構(gòu)來顯著提升器件存儲(chǔ)密度，達(dá)成“存儲(chǔ)容量更大、空間占用更小”的目標(biāo)，是當(dāng)前研究的核心方向之一。近日，中國(guó)科學(xué)院物理研究所的科研團(tuán)隊(duì)取得重大突破，他們?cè)谖炇Y(jié)構(gòu)鐵電材料中成功觀測(cè)到一維帶電疇壁，其厚度與寬度均僅為人類頭發(fā)直徑的數(shù)十萬分之一，這一發(fā)現(xiàn)為研發(fā)具備極限存儲(chǔ)密度的新型器件奠定了關(guān)鍵科學(xué)基礎(chǔ)。

鐵電材料屬于特殊的晶體材料，其內(nèi)部的正負(fù)電荷無需借助外部電場(chǎng)，就能自發(fā)地發(fā)生分離并呈現(xiàn)規(guī)則排列狀態(tài)；而電荷分離方向一致的區(qū)域會(huì)形成鐵電疇，不同鐵電疇之間的交界界面則被稱為疇壁。此前，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為三維晶體中的疇壁必定是二維的面狀結(jié)構(gòu)，但此次研究成果徹底打破了這一傳統(tǒng)認(rèn)知。

圖中的每個(gè)小方塊可類比為原子晶格，方塊的顏色則類比極化狀態(tài)，顏色相同的小方塊共同構(gòu)成了鐵電疇，不同疇之間的界面就是疇壁（圖中綠色部分）。

據(jù)科研人員介紹，鐵電材料在信息存儲(chǔ)、傳感技術(shù)以及人工智能等多個(gè)領(lǐng)域都擁有巨大的應(yīng)用潛力。若利用此次發(fā)現(xiàn)的一維帶電疇壁開展信息存儲(chǔ)研究，有望使存儲(chǔ)密度提升約數(shù)百倍，理論計(jì)算顯示其存儲(chǔ)密度可達(dá)到每平方厘米約20TB——這相當(dāng)于能將1萬部高清電影或者20萬段高清短視頻存儲(chǔ)在一張郵票大小的設(shè)備之中。相關(guān)研究論文已于北京時(shí)間1月23日凌晨在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上正式發(fā)表。

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來源丨新華社

原標(biāo)題：《極限密度！我國(guó)新成果有望讓器件“存得更多 占得更少”》

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