2026年3月,我校副教授鐘海與中國科學院物理研究所、清華大學等單位合作,在化學有序晶界對螢石結構鐵電體亞穩相穩定機制的研究中取得重要進展,相關成果以“Grain boundary stabilization of fluorite ferroelectrics”為題發表在國際頂級期刊Nature Materials上,我校鐘海副教授為論文共同第一作者。
文章指出,晶界通常可通過其固有的結構和電學狀態來調控多晶材料的宏觀性質。然而,其作為獨立的異質界面,在穩定晶粒結構相中的作用仍屬研究空白。以螢石結構鐵電材料為例,亞穩態正交相通常被認為是其鐵電性結構來源。應力調控、元素摻雜、氧空位工程等手段通常被用來穩定亞穩態正交相,但它們的原子級作用機制并不明晰。同時,材料中廣泛存在的晶界一直被視為輔助調控單元,其對亞穩態鐵電相的本征作用尚未被系統研究。
研究團隊通過激光法創制自支撐螢石結構鐵電薄膜,從原子級尺度系統性研究了氧化鋯鐵電體中的晶界。研究中首次發現,薄膜晶界處由La, Sr, Mn, O元素組成的化學有序異質結構,可作為獨立功能單元來穩定亞穩態鐵電相。這一發現不但革新了晶界在晶粒結構調控作用中的傳統認知,也建立了晶界化學工程的普適性策略,為螢石結構鐵電體等功能氧化物中亞穩態功能相的穩定提供了全新設計思路。(物理與光電工程學院 通訊員:李泉江)
全文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41563-026-02533-6