二維材料因高比表面積和獨(dú)特電子性能備受關(guān)注，其中莫爾超晶格的電子特性更是研究熱點(diǎn)。然而，在莫爾鐵電研究中，由外部應(yīng)變場(chǎng)導(dǎo)致的不規(guī)則莫爾超晶胞常被忽視，且極化的精確操控也頗具挑戰(zhàn)。近日，華東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院極化材料與器件教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鐘妮教授團(tuán)隊(duì)與南京工業(yè)大學(xué)曹偉教授團(tuán)隊(duì)合作，通過機(jī)械力在莫爾鐵電體系中實(shí)現(xiàn)了莫爾極化調(diào)控，為未來開發(fā)基于莫爾鐵電超晶格的下一代非易失性新型器件打下了理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

Nature Communications 期刊發(fā)表華東師大鐘妮教授團(tuán)隊(duì)最新合作研究成果

研究利用彎曲PDMS基底制備轉(zhuǎn)角BN，采用PFM、EFM等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行原位表征與調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn)，樣品中存在三種不規(guī)則莫爾疇，經(jīng)機(jī)械力滑動(dòng)干擾，I型形態(tài)基本穩(wěn)定；II型受局域顆粒釘扎作用，結(jié)點(diǎn)合并，形成新的莫爾周期；III型條形疇則在短邊邊界處發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。通過分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，在轉(zhuǎn)角BN雙層結(jié)構(gòu)中施加單軸應(yīng)變，指出了不同應(yīng)變下莫爾疇形態(tài)與釘扎力間的相對(duì)規(guī)律，當(dāng)剪切力與應(yīng)變方向垂直時(shí)，釘扎力下降、莫爾疇變化方向與剪切力正交。該成果為界面鐵電體極化精確控制開創(chuàng)新途徑，利于二維材料在信息存儲(chǔ)、電子器件等領(lǐng)域發(fā)展，帶來新機(jī)遇。

轉(zhuǎn)角BN的莫爾疇與莫爾勢(shì)

機(jī)械力調(diào)控莫爾鐵電疇

研究成果以“Mechanical force-induced interlayer sliding in interfacial ferroelectrics ”為題，發(fā)表于Nature Communications 期刊。華東師范大學(xué)為論文第一完成單位，關(guān)趙副研究員、魏鹿奇博士研究生以及范文成博士研究生為論文的共同第一作者，華東師范大學(xué)的鐘妮教授，段純剛教授和南京工業(yè)大學(xué)的曹偉教授為論文的通訊作者。合作者還包括童文旖副研究員，陳斌斌研究員，向平華教授，孫一辰碩士研究生和東南大學(xué)的萬能副研究員，田明博士研究生。研究工作獲國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃的資助，并得到了極化材料與器件教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海類腦智能材料與器件研究中心和華東師范大學(xué)公共創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)微納加工中心等平臺(tái)的支持。