研究人員通過控制原子結(jié)構(gòu)的變化來證明一種新穎的物理現(xiàn)象

有句老話：“如果橡膠是通向地面的材料，那么鋁是通向天空的材料。”總是在改變?nèi)祟悮v史的每個轉(zhuǎn)折點發(fā)現(xiàn)新材料。隨著諸如摻雜硅材料，電阻變化材料和自發(fā)磁化和極化的材料等新材料的出現(xiàn)，用于存儲設備的材料也在急劇發(fā)展。這些新材料是如何制成的?POSTECH的一個研究小組揭示了利用人工智能制造用于新存儲設備的材料的背后機制。

材料科學與工程系的崔思永教授領導的研究團隊和POSTECH物理系的李大壽教授領導的團隊一起成功合成了一種新型物質(zhì)，該物質(zhì)通過引起極化而產(chǎn)生電(這種現(xiàn)象在(在室溫下，負電荷和正電荷的位置與晶體中的負電荷和正電荷的位置分開)，并通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡分析確認了晶體結(jié)構(gòu)的變化。這篇論文發(fā)表在最近一期的《自然通訊》上。

鈣鈦礦氧化物的原子結(jié)構(gòu)經(jīng)常變形，其性質(zhì)由氧八面體旋轉(zhuǎn)(OOR)決定。實際上，只有少量穩(wěn)定的OOR模式存在于平衡狀態(tài)，這不可避免地限制了鈣鈦礦氧化物的性質(zhì)和功能。

聯(lián)合研究團隊致力于鈣鈦礦型氧化物CaTiO3的形成，即使在0K的絕對溫度下，它也保持非極性(或順電性)。然而，基于從頭算的計算，該團隊發(fā)現(xiàn)，自然而然不存在的獨特OOR模式將能夠促進鐵電性，這是室溫下的強極化作用。

有鑒于此，研究團隊通過應用控制界面原子結(jié)構(gòu)以及相應物理性能的界面工程，成功合成了具有鐵電性的新型材料(異質(zhì)外延CaTiO3)。