二维人造类铁电金属问世 有望催生新一代设备和应用

新华社北京6月12日电(记者刘霞)据美国《每日科学》网站11日报道，由美国科学家领导的国际研究小组近日表示，他们已经研制出一种新型的二维人工金属材料，其性能与室温下的铁电材料相似，证实了诺贝尔物理学奖获得者菲利普·安德森50多年前提出的“铁电金属”理论。这种新的人造材料也有望催生新一代的设备和应用。

铁电材料是一种介电材料，通常不导电。它广泛应用于手机、电脑存储器、高精度电机、超灵敏传感器、声纳设备等电子产品。

上海科技大学材料科学与技术学院的研究员郭彦峰告诉《科学日报》，1965年安德森等人预言了一种特殊的结构相变——“铁电金属”，即与金属状态下的铁电相变完全相同的结构相变。受此启发，科学家们半个多世纪以来一直在寻找真正的铁电金属材料，试图打破传统物理学的束缚，真正将金属和铁电性质整合到一种材料中。然而，这就像火和冰混合，没有成功。

现在，由罗格斯大学实验物理学教授雅克·查哈林领导的团队已经创造了一种新的二维人造材料，这种材料在室温下具有与铁电材料相似的特性，证实了安德森的理论。

根据研究人员的解释，当一种材料变成铁电体时，其原子会永久移动，他们试图增加铁电晶体管的金属导电性。具体方法是利用脉冲激光沉积薄膜制备钛酸钡/钛酸锶/钛酸镧复合薄膜结构。在钛酸锶和钛酸镧的界面形成二维电子气，实现金属导电，同时通过钛酸钡极性结构实现铁电结构相变，从而产生类似铁电材料的金属。

查克·哈里安说:“新结构还具有丰富的可调节的物理特性。它真的可以一举两得。”

郭彦峰说:“新的研究发现了一种新的方法，借助复合结构实现金属和铁电性能的融合。这对基础物理研究具有重要意义，但要证明获得了真正的铁电金属还需要更多的研究。如果科学家开发出真正的铁电金属，这无疑将是一项重大突破。”

这项研究发表在最新一期的《自然通讯》上。