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中国科学院金属研究所铁电材料中发现极化布洛赫点（图）
铁电材料 布洛赫点 量子磁学
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2024/5/13
布洛赫点是矢量场中的奇点，其周围的矢量朝向空间中的各个方向。早在20世纪60年代，就有学者在磁性材料中预测磁化布洛赫点的存在。它们在涡旋的翻转、斯格明子的形成与湮灭等过程中扮演了重要的角色，是联系经典磁学和量子磁学之间的桥梁。在磁性材料中直接观察到磁化布洛赫点是一件非常困难的事情；而在铁电材料中，仅有少数理论工作预测极化布洛赫点会在特定条件下出现。
中国科学院上海硅酸盐所在锆酸铅基反铁电材料的极化序构研究方面获进展（图）
电材料 薄膜 器件
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2024/5/12
反铁电钙钛矿氧化物中自发极化具有丰富的调制序构，在电场激励下可以实现反铁电态和铁电态之间的可逆或不可逆转变，并伴随强烈的电荷、体积或热量变化，成为储能、换能和驱动等应用的关键物理基础。2024年5月10日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员许钫钫带领的材料透射电镜显微结构表征团队联合研究员王根水率领的铁电陶瓷材料与器件研究团队，在锆酸铅（PbZrO3）基反铁电材料的极化序构研究方面取得进展。
上海硅酸盐所在PbZrO3基反铁电材料的极化序构研究中取得新进展（图）
铁电材料 陶瓷材料 器件
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2024/5/13
反铁电钙钛矿氧化物中自发极化会呈现丰富的调制序构，在电场激励下可以实现反铁电态和铁电态之间的可逆或不可逆转变，并伴随着强烈的电荷、体积或热量变化，成为储能、换能和驱动等应用的关键物理基础。2024年5月9日，中国科学院上海硅酸盐研究所许钫钫研究员带领的材料透射电镜显微结构表征团队和王根水研究员带领的铁电陶瓷材料与器件研究团队开展深入合作，在PbZrO3基反铁电材料的极化序构研究方面取得新进展。
中科院上海分院宁波材料所在弹性铁电聚合物研究方面取得系列进展（图）
铁电聚合物 结晶性能
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2024/4/29
铁电体是一种具有自发极化且极化方向可随外加电场改变的材料，在非易失性存储、传感、驱动以及能量转换等领域有着广泛的应用。随着可穿戴、可植入电子产品的发展，迫切需要将功能材料弹性化。
中国科学院金属所通过外延应变调控铁电极化 实现巨大隧穿电致电阻效应
铁电极化 器件结构 半导体电极材料
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2024/3/15
铁电隧道结具有简洁的金属-超薄铁电-金属叠层器件结构。铁电隧道结利用铁电极化翻转调控量子隧穿效应以获得不同电阻态，从而实现数据存储功能。由于铁电极化亚纳秒尺度的超快翻转以及紧凑的交叉阵列结构，铁电隧道结具有高速读写、低功耗和高存储容量等优点，近年来在信息存储领域备受关注。隧穿电致电阻 （或开关比）是衡量隧道结性能的核心指标。2005年，理论模型提出，隧穿电致电阻与界面电荷屏蔽效应、铁电极化强度等相...
近日，上海科技大学物质科学与技术学院薛加民课题组与华东师范大学和东南大学团队合作，揭示了新型滑移铁电与传统铁电的不同性质，展示了它在多值存储方面的应用潜力，相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。
中国科学院金属研究所外延应变调控铁电极化实现巨大隧穿电致电阻效应（图）
铁电极化 半导体 界面
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2024/3/18
铁电隧道结具有简洁的金属-超薄铁电-金属叠层器件结构，它利用铁电极化翻转调控量子隧穿效应来获得不同电阻态，从而实现数据存储功能。由于其中铁电极化亚纳秒尺度的超快翻转以及紧凑的交叉阵列结构，铁电隧道结具有高速读写、低功耗和高存储容量等优点，2024年来在信息存储领域受到广泛关注。隧穿电致电阻 (或开关比) 是衡量隧道结性能的核心指标。2005年理论模型指出，隧穿电致电阻与界面电荷屏蔽效应、铁电极化强...
中国科学院物理研究所首次提出反铁电诱导的负热膨胀（图）
铁电诱导 X射线 光学仪器
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2024/3/16
热胀冷缩是一种普遍存在的自然现象，但该效应在工程与器件应用上有时会带来破坏作用。负热膨胀材料随温度变化表现出反常的“热缩冷胀”行为，可通过负热膨胀材料与正常热膨胀材料的复合设计制备体积不随温度变化的材料体系，从而避免因热膨胀效应导致的相关器件失效。因此，负热膨胀材料在光学仪器、精密加工、先进电子学等领域具有广阔的应用前景。然而，目前已知的单相负热膨胀材料仍然有限，开发具有新颖负热膨胀机制的新型材料...
中国科学院微电子所在铪基铁电存储器芯片研究领域取得重要进展（图）
芯片 晶体 器件
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2024/2/29
基于Zr掺杂HfO2（HZO）材料的铁电存储器有望通过后道工艺进行大规模阵列集成，但仍存在两个关键的优化问题：一方面，HZO的最佳退火温度仍高于后道工艺的热预算限制（为保证前道工艺制备的晶体管及互联金属的可靠性，通常后道工艺的热预算通常被限制在400℃以下）；另一方面，对于器件在先进工艺节点中的应用，以及降低器件的写操作功耗，需要降低HZO铁电器件的操作电压。
中国科学院微电子所在三维铁电存储器噪声特性应用方面取得进展（图）
芯片 集成 微电子
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2024/2/29
传统贝叶斯机面临三大挑战：一是需要高质量的随机源生成具有真随机性的随机比特数流；二是由于随机变量随着问题的规模和复杂度的增加而增加，因此需要高密度的存储器；三是存储器和随机源的分离，导致了芯片面积和功耗的浪费。
上海硅酸盐所在铁电陶瓷电致应变研究方面取得新进展（图）
铁电陶瓷 微观结 器件
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2024/3/2
铁电陶瓷是具有丰富电学特性的功能材料，利用其电致应变特性可制成微驱动器，具有位移精度高、响应速度快、功耗低等优点，被广泛应用于半导体光刻、激光通讯和生物医药等领域。然而，多数铁电陶瓷的电致应变值的大小仅在0.1%数量级波动，为了提升其电致应变，常采用化学组分设计或晶粒取向工程等优化样品的机电响应性能。2023年来虽陆续有报道宣称在无铅铁电陶瓷中观察到巨大的应变输出（>1%），但是其电致应变曲线却大...
中国科学院金属所在奥里维里斯相铁电材料光解水制氢研究方面取得进展（图）
奥里维里斯 光催化分解 铁电材料
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2023/12/12
太阳能光催化分解水制氢是获取绿氢极具潜力的技术，其走向应用的关键是发展高效稳定的半导体光催化材料。铁电光催化材料（例如PbTiO3、BiFeO3、Na0.5Bi0.5TiO3和Bi3TiNbO9）由于具有能够促进光生载流子分离的内建电场而广受关注。其中，Bi3TiNbO9是一种奥里维里斯（Aurivillius）型层状铁电光催化材料，具有沿a轴方向的退极化场，该内建电场源自(Bi2O2)2+层中的...
上海硅酸盐所在钨青铜结构铁电陶瓷研究方面取得新进展（图）
钨青铜结构 铁电陶瓷 电性能
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2024/1/8
介质电容器具有超快充放电速率和高功率密度的特性，其作为脉冲电源系统的核心，越来越受到人们的重视。然而，介质电容器占脉冲电源系统体积和重量的25%以上，这与现代电气和电子设备小型化和集成化的发展趋势相矛盾。因此，如何在介质材料中实现高能量存储性能成为发展高端脉冲功率电容器的主要障碍。弛豫铁电体是脉冲功率电容器最有前途的候选材料，其中钙钛矿结构铁电陶瓷在过去十年中取得了很大的发展。然而，作为第二大类铁...
中国科学院金属研究所奥里维里斯相铁电材料光解水制氢研究取得新进展（图）
相铁电材料 光解水制氢 催化
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2024/2/22
太阳能光催化分解水制氢是获取绿氢极具潜力的技术，其走向应用的关键是发展高效稳定的半导体光催化材料。铁电光催化材料（例如PbTiO3、BiFeO3、Na0.5Bi0.5TiO3和Bi3TiNbO9等）由于具有能够促进光生载流子分离的内建电场而广受关注。其中，Bi3TiNbO9是一种奥里维里斯（Aurivillius）型层状铁电光催化材料，具有沿a轴方向的退极化场，该内建电场源自(Bi2O2)2+层中...
上海硅酸盐所在铁电材料能带调控及光热释电研究方面取得新进展（图）
铁电材料 光热释电 铁电陶瓷
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2023/11/29
铁电材料因存在自发极化，可以将光信号转换为电信号，其主要通过两种方式实现，即体光伏效应和光诱导热释电效应。铁电材料的光伏效应在理论上被认为可以超过p-n结太阳能电池的Shockley-Queisser极限，光热释电效应则不受光波长的限制，可以响应到红外波段，两者及其耦合效应在光电探测等领域具有很好的应用前景。但是铁电材料的宽带隙和低热释电系数限制了其光伏响应和热释电响应。窄化带隙不仅有利于提高光伏...