在铁电开关领域，最终标度极限ultimate scaling limit问题，一直是材料科学和纳米电子学研究的热点。尽管大量研究集中在铁电特性的尺度微缩scale down，但目前只有少数材料，在单晶胞尺度上，展现出了铁电性。
近日，韩国科学技术院Siyoung Q. Choi团队和韩国成均馆大学Woo Seok Choi, Jaekwang Lee团队在Nature Materials上发文，在具有交替八面体/四面体层组成的钙铁石结构brownmillerite氧化物中，报道了可控的单晶胞尺度铁电畴。
基于原子尺度成像和原位透射电子显微表征，直接探测到了亚晶胞分段的铁电性，并研究了开关特性。
第一性原理计算证实，在这种氧化物中，氧八面体相关的声子模式与氧四面体的声子模式是解耦的，这种局域化的氧四面体声子模式，稳定了亚晶胞尺度的铁电畴。
还观测到了晶胞宽度的铁电性，这有助于利用声子解耦机制，设计高密度存储器件。
第一作者：Jinhyuk Jang, Yeongrok Jin, Yeon-Seo Nam.
通讯作者：Woo Seok Choi, Jaekwang Lee & Si-Young Choi
通讯单位：韩国科学技术院、成均馆大学
基于声子解耦，研究钙铁石氧化物的亚晶胞分段铁电性。
图1:钙铁石ABO2.5中，可开关BO4四面体的独特电极化。
图2:在SrFeO2.5和CaFeO2.5中，FeO4四面体层的可视化。
图3:在外延SrFeO2.5和CaFeO2.5薄膜中，稳定和可开关极化的验证。
图4:极性SrFeO2.5中，声子解耦。
图5:在钙铁石中，亚晶胞分段极化的验证。
