2026年1月，我校物理與光電工程學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)在國際頂級(jí)期刊Nature Communications發(fā)表題為“Tailoring polarization homogeneity in discontinuous-columnar Bi(Fe,Mn)O? thin films via dislocation engineering with controlled self-assembly”的論文。魯東大學(xué)為第一署名單位，隋慧婷副教授為第一作者。
文章指出，材料內(nèi)部普遍存在的各類缺陷，其空間構(gòu)型、密度等對(duì)鐵電性能的調(diào)控具有重要作用。低密度、隨機(jī)分布的缺陷雖可抑制局部應(yīng)變波動(dòng)、促進(jìn)疇結(jié)構(gòu)有序排列，但往往導(dǎo)致疇翻轉(zhuǎn)能壘升高、矯頑場(chǎng)增大；而高密度隨機(jī)缺陷雖有助于應(yīng)變傳遞、降低疇壁運(yùn)動(dòng)勢(shì)壘，卻容易引入無序應(yīng)變場(chǎng)，誘發(fā)極化渦旋，從而降低剩余極化強(qiáng)度并加速性能老化。因此，需要通過協(xié)同調(diào)控缺陷的排布、密度及局域應(yīng)變場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)鐵電材料在矯頑場(chǎng)、剩余極化及抗老化等關(guān)鍵性能上的綜合優(yōu)化，為發(fā)展高性能、高穩(wěn)定性的鐵電存儲(chǔ)器奠定基礎(chǔ)。
團(tuán)隊(duì)提出了一種基于可控自組裝的新型位錯(cuò)工程策略，突破了傳統(tǒng)單純降低缺陷密度方法在BFMO薄膜鐵電性能調(diào)控中面臨的局限。利用常見的LaNiO3緩沖層，將BFMO與Ni-Cr之間的晶格失配從~3.8%降至~1.0%，主動(dòng)引入薄膜間的晶格與熱膨脹失配，在薄膜中構(gòu)建高密度位錯(cuò)環(huán)境。研究成功引導(dǎo)刃型位錯(cuò)沿晶界進(jìn)行拓?fù)浔Ｗo(hù)型自組裝，形成高度有序的微觀結(jié)構(gòu)，確立一種以“位錯(cuò)構(gòu)型調(diào)控”為核心的新型缺陷工程范式，顯著增強(qiáng)極化均勻性，從而降低了鐵電疇翻轉(zhuǎn)能壘，實(shí)現(xiàn)了更均勻的疇釘扎效應(yīng)，表明通過主動(dòng)設(shè)計(jì)位錯(cuò)排布可顯著提升材料鐵電性能與穩(wěn)定性。（物理與光電工程學(xué)院）
