Forskere opdager polære Bloch-punkter i anstrengte ferroelektriske film

Et Bloch-punkt er et enkeltpunkt, omkring hvilket feltvektorerne er orienteret i næsten alle retninger. Inden for magnetik er det den naturlige forbindelse mellem klassisk og kvantemagnetisme, og den er ikke blevet observeret direkte. Inden for ferroelektrik er det kun blevet forudsagt i få tilfælde.

Forskere fra Institute of Metal Research (IMR) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) og samarbejdspartnere fra Institute of Physics of CAS har direkte observeret polære Bloch-punkter i anstrengte ferroelektriske film.

Deres arbejde er udgivet i Nature Communications .

Baseret på deres tidligere arbejde med det polære merongitter overvejede forskerne modellen af ​​en trækspændt ultratynd ferroelektrisk PbTiO₃ film indlejret af symmetriske elektroder i fasefeltsimuleringer og fandt ud af, at meronerne transformeres til Bloch-punkter med forøgelsen af ​​elektrodetykkelsen.

Derefter en trelags SrRuO₃ /PbTiO₃ /SrRuO₃ film blev dyrket på SmScO₃ substrat ved pulseret laseraflejring, og aberrationskorrigeret scanningstransmissionselektronmikroskopisk billeddannelse blev brugt til at observere polarisationskonfigurationen af ​​polære Bloch-punkter. Yderligere fasefeltsimuleringer forudsagde, at der eksisterer et område med negativ kapacitans omkring hvert polært Bloch-punkt.

Opdagelsen af ​​polære Bloch-punkter udvider samlingen af ​​topologiske ferroelektriske domænestrukturer og indebærer nye anvendelser i fremtidige integrerede kredsløb og elektroniske enheder med lav effekt.