我院教师隋慧婷在Nature Communications发表重要成果

近日，鲁东大学物理与光电工程学院科研团队在位错调控技术及位错-铁电极化相互作用机理研究中取得重要进展，成果发表在Nature Communications杂志上。鲁东大学为第一署名单位，隋慧婷副教授为论文第一作者，武汉理工大学孙华君教授、鲁东大学马晓光教授及香港城市大学张树君教授为共同通讯作者。

材料内部普遍存在的各类缺陷，其空间构型、密度等对铁电性能的调控具有重要作用。低密度、随机分布的缺陷虽可抑制局部应变波动、促进畴结构有序排列，但往往导致畴翻转能垒升高、矫顽场增大；而高密度随机缺陷虽有助于应变传递、降低畴壁运动势垒，却容易引入无序应变场，诱发极化涡旋，从而降低剩余极化强度并加速性能老化。因此，需要通过协同调控缺陷的排布、密度及局域应变场，实现铁电材料在矫顽场、剩余极化及抗老化等关键性能上的综合优化，为发展高性能、高稳定性的铁电存储器奠定基础。

该团队提出了一种基于可控自组装的新型位错工程策略，突破了传统单纯降低缺陷密度方法在BFMO薄膜铁电性能调控中面临的局限。利用常见的LaNiO₃缓冲层，将BFMO与Ni-Cr之间的晶格失配从~3.8%降至~1.0%，主动引入薄膜间的晶格与热膨胀失配，在薄膜中构建高密度位错环境。研究成功引导刃型位错沿晶界进行拓扑保护型自组装，形成高度有序的微观结构，确立一种以“位错构型调控”为核心的新型缺陷工程范式，显著增强极化均匀性，从而降低了铁电畴翻转能垒，实现了更均匀的畴钉扎效应，表明通过主动设计位错排布可显著提升材料铁电性能与稳定性。

以上研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金及山东省自然科学基金等项目资助，在鲁东大学分析测试中心和超算中心支持下完成。