Nuova scoperta: punti Bloch polari trovati in pellicole ferroelettriche deformate dagli scienziati

Una recente ricerca condotta dall'Istituto di ricerca sui metalli (IMR) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) e dai collaboratori dell'Istituto di fisica della CAS ha portato all'osservazione diretta dei punti polari di Bloch in film ferroelettrici deformati. Questa scoperta rivoluzionaria è stata pubblicata su Nature Communications. I punti Bloch sono punti singolari attorno ai quali i vettori di campo sono orientati in quasi tutte le direzioni e servono come collegamento naturale tra il magnetismo classico e quello quantistico nel magnetismo.

Secondo i risultati della ricerca, i punti polari di Bloch erano stati previsti solo in pochi casi nel settore ferroelettrico e fino ad ora non erano stati osservati direttamente. I ricercatori di IMR e CAS hanno considerato un modello di un film ferroelettrico ultrasottile di PbTiO3 sottoposto a trazione, racchiuso da elettrodi simmetrici nelle simulazioni del campo di fase. Attraverso questo approccio, hanno scoperto che i meroni si trasformano in punti Bloch all’aumentare dello spessore dell’elettrodo.

Nella loro configurazione sperimentale, un film a tre strati SrRuO3/PbTiO3/SrRuO3 è stato coltivato su un substrato SmScO3 utilizzando la deposizione laser pulsata. L'imaging al microscopio elettronico a trasmissione e scansione con correzione dell'aberrazione è stato quindi impiegato per osservare la configurazione di polarizzazione dei punti Bloch polari all'interno della pellicola. Le simulazioni del campo di fase condotte dai ricercatori hanno inoltre previsto l'esistenza di una regione di capacità negativa attorno a ciascun punto polare di Bloch.

Le implicazioni di questa scoperta sono significative, poiché espande l'assemblaggio di strutture topologiche di domini ferroelettrici e suggerisce nuove applicazioni nei futuri circuiti integrati e dispositivi elettronici a bassa potenza. Questa ricerca getta nuova luce sulla natura dei materiali ferroelettrici e fornisce preziose informazioni per lo sviluppo di tecnologie avanzate nel settore.

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