威廉希尔williamhill官方网站材料科学与工程研究院《材料科学论坛》学术报告

报告时间：2025年9月11日 上午10:00-11:30

报告人：温峥教授（青岛大学）

报告地点：威廉希尔williamhill官方网站逸夫技术科学楼A205学术报告厅

邀请人：李千老师

报告题目：铁电-反铁电固溶体中的斯格明子纳米畴

报告摘要：

最近，极性拓扑畴，特别是极性斯格明子（Polar skyrmion）受到业界广泛关注，其具有手性、负电容、场控二次谐波等新奇物性，并且这种拓扑孤子可以稳定在原子尺度，在超高密度数据存储、负电容低功耗场效应器件以及高灵敏太赫兹成像等领域显示出巨大应用潜力，这推动了铁电拓扑电子学在新一代信息技术的持续创新发展。然而，铁电体的“电极化-晶格”强耦合使得极性斯格明子成为能量介稳态。目前，其仅存在于少数借助复杂薄膜结构来平衡能量间相互作用的材料体系中，限制了相关电子学器件的设计、制备和CMOS系统集成。因此，探索新的极性斯格明子材料体系对于拓扑电子学的发展十分重要，但同时由于苛刻的力、电边界条件充满了挑战。

本工作提出基于铁电-反铁电固溶体的斯格明子材料体系，固溶体中铁电序与反铁电序共存，其能量相互竞争导致电偶极子旋转，当固溶成分恰当时，非共线电偶极子有序化形成如Néel畴壁等排列并产生斯格明子拓扑织构。实验上，通过改变反铁电材料和固溶浓度来实现“偶极-偶极”和“反铁畸变-偶极”的能量竞争，给出了铁电-反铁电固溶体系中Pb(Ti,Sn)O3、Pb(Ti,Hf)O3和Pb(Ti,Zr)O3三个系列的成分相图，并且发现相对于平凡畴，受拓扑保护的极性织构更容易被翻转且可以长时间保持，显示了极性斯格明子在信息存储领域的应用潜力。该极性拓扑材料体系化学组分简单，易于制备且鲁棒性强，蕴含了拓扑极性织构形成的新机制，使得斯格明子电畴能够广泛存在于陶瓷和薄膜两种材料形态中，这不仅为极性拓扑相的理论和实验研究提供了广阔的平台，还促进了铁电电子学的创新发展。

报告人简介：

温峥，教授，博士生导师。长期从事电介质物理学、铁电材料、微电子学的科研、教学工作，致力于新一代电子材料与信息存储器件的设计、制备与集成研究。中国仪表功能材料学会电子元器件关键材料与技术专业委员会常务委员，Journal of Advanced Dielectrics期刊青年编委。主持国家自然科学基金项目四项（面上三项、青基一项），先后入选山东省泰山学者工程-青年专家、特聘专家计划，获山东省自然科学基金省优青、省杰青等项目资助。以通讯/第一作者在Nature Materials（两篇）、Nature Communications（两篇）、Science Advances等学术期刊发表论文30余篇，引用超过1500次。荣获2024年度山东省自然科学奖二等奖（第一完成人）。