博亚西湖大学团队发现新型螺旋铁电结构—新闻—科学网

7月26日，西湖年夜学理学院物理系特聘研究员刘仕团队于《物理评论快报》上揭晓了最新研究结果，并入选编纂保举。该研究哄骗基在呆板进修的份子动力学要领，展现了于经典铁电质料钛酸铅中，经由过程施加适量的应变，可以引诱出一种新型的螺旋铁电布局，这类布局揭示出伟大的压电效应。

铁电螺旋示用意。课题组供图

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铁电质料指的是于没有外加电场下，具备自觉电荷极化的质料。钛酸铅（PbTiO?）作为最典型的铁电质料之一，其物理特征以及运用远景始终是研究热门。然而，传统的铁电质料研究重要集中于其静态布局以及性子上，对于其动态举动以及繁杂畴布局的摸索相对于较少。

刘仕团队接纳了密度泛函理论（DFT）以及基在呆板进修的份子动力学模仿相联合的要领。经由过程这类要领，他们不只可以或许猜测质料的性子，还可以或许模仿年夜量原子于温度以及电场配合作用下的团体举动，从而展现质料的动态布局以及机能。

研究发明，于钛酸铅中施加适量的应变可以引诱出一种螺旋铁电布局。这类布局中的电偶极子于三维空间中造成了螺旋摆列，揭示出高度联系关系的动态举动。这类螺旋布局揭示出了比传统多畴布局更优秀的压电机能，其压电系数以至可以跨越320 pC/N。这一发明为晋升铁电质料的压电效应提供了新的机制。

研究夸大了动态布局于质料机能中的主要性。经由过程模仿原子的团体举动，团队展现了钛酸铅于压电效应上的躲藏优胜性，并提出了哄骗拓扑布局晋升压电机能的新手腕。

这项研究不只于物理层面上发明了铁电系统中的螺旋拓扑布局，还于科学要领论上展示了AI辅助的份子动力学于展现质料新物理性子中的运用远景。同时，这项事情也为将来于手性声子、非共线铁电拓扑等方面的研究提供了新的思绪。

西湖年夜学理学院物理系玻士生胡逸豪为论文第一作者，刘仕为论文通信作者，玻士生杨季元于份子动力学方面提供了主要帮忙。

相干论文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.046802

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