清華大(dà)學最新Science: “攪動”鐵電(diàn)聚合物(wù)

983　 2021-03-05 11:13:25

近期，清華大(dà)學的南(nán)策文和沈洋（共同通訊作者）等人在P(VDF-TrFE)鐵電(diàn)聚合物(wù)中(zhōng)發現了自組織的環形拓撲紋理，其展現出了具有反耦合手性疇（anticoupled chiral domains）的同心圓拓撲結構。

【引言】

在過去(qù)很長一(yī)段時間裏，研究者對自旋、電(diàn)荷、軌道和晶格自由度的操縱能夠帶來例如高溫超導體(tǐ)等許多重大(dà)的科學發現。其中(zhōng)，對實空間序參量進行組裝形成環形拓撲圖案如磁性斯格明子（自旋）、極化渦旋（電(diàn)荷）等至今仍然是基礎研究領域的熱門話(huà)題。然而，可否在鐵電(diàn)聚合物(wù)中(zhōng)觀測到環形極化拓撲（toroidal polar topology）現象并理解辨識其驅動力到目前爲止都困擾着研究人員(yuán)。

【成果簡介】

近期，清華大(dà)學的南(nán)策文和沈洋（共同通訊作者）等人在P(VDF-TrFE)鐵電(diàn)聚合物(wù)中(zhōng)發現了自組織的環形拓撲紋理，其展現出了具有反耦合手性疇（anticoupled chiral domains）的同心圓拓撲結構。研究發現，彈性能、電(diàn)能和梯度能的相互作用導緻了與聚合物(wù)鏈正交的極化的旋轉和環形組裝，同時還能誘導沿着聚合物(wù)鏈的弛豫行爲。這一(yī)環形極化拓撲引起了極化遠紅外(wài)波的周期性吸收，可實現在介觀尺度上對太赫茲波進行操縱。研究認爲，這一(yī)發現不僅能夠爲柔性鐵性體(tǐ)材料的設計提供指導，還能爲發展具有多刺激轉變性質的柔性電(diàn)子器件提供新的機會。2021年03月05日，相關成果以題爲“Toroidal polar topology in strained ferroelectric polymer”的文章在線發表在Science上。

【圖文導讀】

圖2 P(VDF-TrFE)片層的表征和計算

圖3 P(VDF-TrFE)片層的性能研究

圖4 遠紅外(wài)波的周期性吸收

文獻鏈接：Toroidal polar topology in strained ferroelectric polymer（Science, 2021, DOI: 10.1126/science.abc4727）

文章轉載自微信公衆号：材料人