1965年，一位著名的普林斯頓大學(xué)物理學(xué)家推測，鐵電金屬雖然不存在，但可以導(dǎo)電。

幾十年來，科學(xué)家們認(rèn)為菲利普·W·安德森(Philip W. Anderson)不可能證明這一理論，他分享了1977年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這就像試圖融合火與水一樣，但羅格斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證實(shí)了這一理論，他們的研究結(jié)果發(fā)表在Nature Communications上。

“這令人興奮，”研究小組負(fù)責(zé)人Jak Chakhalian和新不倫瑞克羅格斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授Claud Lovelace教授說。“我們在室溫下創(chuàng)造了一類具有鐵電性質(zhì)的新型二維人造材料，這種材料在自然界中不存在，但卻能導(dǎo)電。這是理論與實(shí)驗(yàn)之間的重要聯(lián)系。”

作為技術(shù)的基石，鐵電材料被用于電子產(chǎn)品，如手機(jī)和其他天線，計(jì)算機(jī)存儲，醫(yī)療設(shè)備，高精度電機(jī)，超靈敏傳感器和聲納設(shè)備。Chakhalian說，他們的材料都沒有導(dǎo)電，羅格斯主導(dǎo)的研究結(jié)果可能會產(chǎn)生新一代的設(shè)備和應(yīng)用。

“鐵電體技術(shù)是一類非常重要的材料，”他說。“它們在通電時(shí)會移動，收縮和擴(kuò)展，并且可以讓您精確地移動物體。而且，每個(gè)現(xiàn)代手機(jī)都有數(shù)十個(gè)具有與鐵電材料類似特性的元件。”

像許多物理學(xué)家一樣，Chakhalian喜歡挑戰(zhàn)，他找不到物理定律，認(rèn)為無法創(chuàng)造出鐵電金屬。因此，他的團(tuán)隊(duì)，包括研究的主要作者，曾任中國科學(xué)院教授的博士生曹燕偉，利用Chakhalian最先進(jìn)的工具來制作只有幾個(gè)原子厚度的材料。Chakhalian說，這就像制作三明治一樣。

“當(dāng)一種材料變成鐵電體時(shí)，它的原子永久地移動，我們希望為導(dǎo)電的人造晶體增加金屬性能，”他說。“因此，我們采用了兩層非常薄的層來在界面處創(chuàng)建一個(gè)二維金屬，并添加了第三層具有特殊屬性的層，以移動該金屬層中的原子，從而形成類似鐵電的金屬。新結(jié)構(gòu)具有多種功能 - 在，這是一個(gè)很大的雙贏。“