08,12,2026 2xem
【Trang chủPhát triển web nhanh chóngGần đây, một nhóm các giáo sư Zhang Guokuen của Khoa Khoa học Vật lý thuộc Đại học Nankai đã hợp tác với Giáo sư Eugenio DelRe của Đại học Rome ở Ý, Giáo sư Beatriz Noheda của Đại học Groningen ở Hà Lan và Giáo sư Aharon J. Agranat của Đại học Hebrew ở Israel để phát hiện ra một mạng lưới ba chiều được hình thành bởi sự phá vỡ đối xứng tự phát trong tinh thể sắt lithium kali niobite (KTN: Li) và đạt được điều hòa quang học khu vực địa phương. Nghiên cứu đã tiết lộ một cơ chế hình thành cấu trúc liên kết mới trong các tinh thể điện sắt trạng thái rắn, cung cấp một hệ thống vật liệu mới cho sự phát triển của lưu trữ photon mạnh mẽ, xử lý thông tin và tính toán neuromorphic với bảo vệ liên kết toàn cầu. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế Light: Science&Applications (Ánh sáng: Khoa học&Ứng dụng) với tựa đề "Spontaneous formationand optical manipulation of a woven domain fabric in a ferroelectric crystal". Đại học Nam Khai là đơn vị hoàn thành luận văn số 1, tác giả số 1 luận văn là giáo viên Học viện Khoa học Vật lý Đại học Nam Khai Tân Phi Phi.
Vật liệu sắt điện mã hóa thông tin bằng cách sử dụng phân bố không gian phân cực tự phát và là nền tảng quan trọng cho các thiết bị lưu trữ sắt điện tử và photon hiệu quả cao. Trạng thái phân cực của nó có thể được thực hiện bởi điều khiển trường ánh sáng để đọc, ghi và xóa, làm cho quá trình lưu trữ có khả năng xử lý quang học không tiếp xúc, có thể cấu hình lại. Trong những năm gần đây, các cấu trúc phân cực tôpô như lốc sắt điện và sgminon đã nhận được sự chú ý rộng rãi vì chúng có khả năng bảo vệ tôpô. Tuy nhiên, các mạng siêu tinh thể được hình thành bởi các cấu trúc như vậy về cơ bản vẫn bao gồm các đơn vị topo cục bộ, và sự bảo vệ topo của chúng bị hạn chế đối với các đơn vị cục bộ khác nhau. Ngược lại, các hệ thống phức tạp như chuỗi xoắn kép DNA và mạng lưới sợi thần kinh trong tự nhiên, được hình thành bởi sự đan xen liên tục để tạo thành các mạng bao phủ toàn bộ hệ thống, có sự ổn định xuất phát từ kết nối topo tổng thể chứ không phải là các đơn vị topo riêng lẻ, và do đó có tính ổn định cao, khả năng chịu lỗi và độ dẻo cấu trúc. Kết hợp cơ chế bảo vệ topo toàn cầu này với các đặc tính điều chỉnh quang học của vật liệu sắt và điện, hứa hẹn sẽ xây dựng một nền tảng xử lý thông tin và lưu trữ thông tin photon sinh học có độ ổn định và khả năng tái cấu trúc cao. Tuy nhiên, loại cấu trúc liên kết dệt ba chiều này, được hình thành bởi sự phá vỡ đối xứng tự phát, trước đây chưa được quan sát thấy trong các tinh thể sắt rắn.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng trong quá trình chuyển pha sắt-điện của tinh thể KTN, khi nhiệt độ giảm xuống khoảng 2 ℃ dưới nhiệt độ Curie (19 ℃), các mạng siêu tinh thể miền sắt được sắp xếp đều đặn phát triển tự phát để tạo thành một mạng lưới dệt sắt-điện ba chiều. Không giống như các cấu trúc topo cục bộ như xoáy sắt điện và sgminon, mạng lưới dệt này được tạo ra từ các miền sắt điện liên tục đan xen với nhau và chạy qua toàn bộ hệ thống, với các đặc tính bảo vệ topo toàn cục. Nghiên cứu sâu hơn đã phát hiện ra rằng các mối quan hệ đan xen của các mạng dệt tại các nút giao nhau khác nhau là bất thường và phụ thuộc vào lịch sử hình thành của mạng, do đó mang lại cho nó khả năng mã hóa thông tin. Dựa trên tính năng này, nhóm nghiên cứu đã đạt được điều khiển quang học cục bộ của mạng lưới dệt sắt-điện ba chiều, sử dụng trường ánh sáng tập trung để tái cấu trúc có chọn lọc cấu trúc dệt và đạt được ghi ánh sáng, xóa ánh sáng và tái cấu trúc ánh sáng ở trạng thái topo phức tạp. Các cơ chế bảo vệ topo toàn cầu mang lại cho cấu trúc sự ổn định tốt, trong khi điều hòa quang học cho phép các trạng thái topo khác nhau được điều khiển linh hoạt, cung cấp một con đường mới để xây dựng một nền tảng lưu trữ và xử lý thông tin photon mạnh mẽ, có thể cấu hình lại cao.
Kết quả nghiên cứu nói trên đã mở rộng ranh giới ứng dụng của cấu trúc liên kết sắt-điện trong lĩnh vực lưu trữ thông tin và xử lý thông tin, đạt được sự kết hợp giữa tính ổn định liên kết và khả năng tái cấu trúc quang học, cung cấp một hệ thống vật liệu mới cho sự phát triển của nền tảng lưu trữ thông tin photon bionic với độ ổn định cao và khả năng tái cấu trúc, và cung cấp khả năng mới cho sự phát triển của công nghệ xử lý thông tin neuromorphic và năng lượng thấp trong tương lai. Nghiên cứu được tài trợ bởi Chương trình Nghiên cứu và Phát triển Trọng điểm Quốc gia, Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia và các dự án khác.
