声子解耦实现钙铁石氧化物亚晶胞分段铁电性：为高密度存储器件设计提供新机遇

铁电开关的极限尺寸问题备受材料科学与纳米电子领域关注，目前仅有少数材料实现晶胞级铁电性。本研究中，研究人员通过原子级成像和原位透射电镜，在由八面体 / 四面体层交替构成的钙铁石氧化物中，发现可控的亚晶胞分段铁电畴。计算表明氧八面体与四面体声子模式解耦，稳定了该结构。该成果为基于声子解耦的高密度存储器件设计提供可能。

　　

铁电开关的极限尺度问题在材料科学和纳米电子学领域引发广泛关注。尽管人们为缩小铁电特征尺寸付出巨大努力，但仅有少数材料被证实具有晶胞级铁电性。本研究报道了在由八面体 / 四面体层交替组成的钙铁石氧化物（brownmillerite oxides）中存在可控的晶胞级电畴。通过结合原子级成像和原位透射电子显微镜（in situ transmission electron microscopy），研究人员直接探测到亚晶胞分段铁电性，并研究了其开关特性。第一性原理计算（first - principles calculations）证实，钙铁石氧化物中与氧八面体相关的声子模式与氧四面体的声子模式解耦，这种局域化的氧四面体声子稳定了亚晶胞分段铁电畴。本研究中观察到的晶胞宽度铁电性可为利用声子解耦设计高密度存储器件提供机会。