中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的金奎娟院士,还有葛琛研究员、张庆华副研究员,他们组成了一个联合团队,最近在铁电材料方面搞出了一个大动静,给下一代人工智能器件打下了科学基础。 铁电材料就是那种内部有自发极化特性的晶体,里面的每个微观单元就像无数小“指南针”。这些“指南针”方向一致的地方叫铁电畴,它们的边界就是畴壁。以前大家觉得三维晶体里的畴壁都是二维结构,但咱们团队这次彻底颠覆了这个认知。我们用激光分子束外延技术做出来了超薄的萤石结构铁电薄膜,利用先进的电子显微镜,直接看到并证实了一维带电畴壁的存在。这就好比给铁电物理补全了一块关键拼图。 这个发现不光在科学认知上有意义,它还把一维畴壁作为信息载体的尺寸缩小到了埃级(比纳米还小),理论上能极大提升器件的集成密度。团队还演示了用外场控制一维畴壁的“写入”、“驱动”和“擦除”,这给未来的类脑神经形态计算提供了依据。要是真能用这些一维畴壁阵列造出能耗低、集成度高还能实时学习的新型硬件核心,那对咱们应对后摩尔时代的挑战可是个好消息。 咱们团队取得这个成绩,也是国家长期支持基础科学、鼓励创新的结果。这说明咱们在铁电材料这块国际竞争激烈的战略前沿领域,已经不是跟在后面跑了,而是开始领跑了。未来要是能把这类新奇物态开发出来,咱们中国在下一代信息技术和人工智能的硬件基石上肯定能占先一步。