據物理學（xué）家組織（zhī）網7月9日（北京時間）報道，最近（jìn），美國能源部布魯克海文國家實驗室、勞（láo）倫斯?伯克利（lì）國家實驗室等利用電（diàn）子全息攝（shè）影技術，拍下鐵電納米材料亞（yà）原子結構，並揭示（shì）了它的性質。研究人員指出，這（zhè）是迄今拍下鐵電亞（yà）原子結構最小尺度，有助於理解鐵電材料的（de）性質，擴大其研發（fā）和應（yīng）用，研發新一代先進電子設（shè）備。相（xiàng）關論文發表在7月8日的《自（zì）然?材料》雜（zá）誌上。

      這種電子全（quán）息攝影術能（néng）以皮米（10的負（fù）12次（cì）方）精確度，拍下材料（liào）原子（zǐ）位移所（suǒ）產生的電場圖像。布魯克海文物理學家朱毅梅（音譯）說：“這是我們第一次看到原（yuán）子的確切（qiē）位置，並把它和（hé）納米粒子的鐵電（diàn）現象（xiàng）聯係起（qǐ）來。這種基礎突破不僅是技術（shù）上的裏程碑，也為工程應用帶來了（le）可能。”

      鐵磁材（cái）料日常生活（huó）中隨處可見，這種（zhǒng）材料本身（shēn）有磁偶極距，指向北極或南極。這些偶極距（jù）自身趨向於排列整齊，由（yóu）此（cǐ）產生（shēng）了吸引和排斥的磁化作用。通過外加磁場翻轉磁化作用，就能操控這些材料。

      鐵電（diàn）材料與鐵磁材料同族，它們（men）在分（fèn）子尺度也有偶極距，但是正負電極而不（bú）是磁極，通過外加電（diàn）場也能翻轉這種電極（jí）。這種關鍵特征來自材料內部（bù）亞原（yuán）子層（céng）麵的不對稱和排列現象。在新（xīn）研究中，研究人員（yuán）首次通過透射電子顯微鏡將這種現象拍攝下來（lái）。

      目前的磁性存儲設備，如大部分計算機中的硬盤，是通（tōng）過翻轉內部磁矩（jǔ）（對應於計（jì）算機二進製代碼1或0），將信息“寫入”鐵磁材料。而鐵電（diàn）存儲是通過電場將材料的兩種電極狀態結合起來，轉化（huà）為代碼，在計算機上寫入和讀出數據信息。而最（zuì）終在效率上，鐵電材料有望勝過（guò）鐵磁材料。

      鐵（tiě）電材料將信息存儲在（zài）更小的空間，幾乎是從（cóng）微米下降到納米。在納米級別，每個粒子都是一個比特（tè）。但要擴展到應用設備上，必須（xū）知道怎樣壓縮它們才不會犧牲內部電（diàn）極。理論上這是非常困難的，研究人員解釋說（shuō），實（shí）驗所演示的電子全息攝影術（shù），能確（què）定（dìng）各種情況下的（de）所需參數。

      該研究揭示了單個鐵電粒子能保持電極的穩（wěn）定性，這（zhè）意味著每個納米粒子（zǐ）能作為（wéi）一個數據比特。但由於它們存（cún）在邊緣場，還需要（yào）一些活動空間（約5個（gè）納米）才能有效操作。否則可能在擴展到（dào）計算機（jī）存儲中時（shí），不（bú）能保持代碼完整性而破壞信息。布魯克海文物理學家韓永建（音譯）表示，鐵電材料能提（tí）高存儲密度，每平方英寸鐵（tiě）電材料製成的電子設備存儲的信息達到兆兆字節，新技術讓（ràng）我（wǒ）們離設計製造這種設備更進一步。

    總編（biān）輯圈點

      一塊（kuài）指甲大小的存儲器容量能有多大？在人們不斷提升電（diàn）子設備便攜（xié）性的今天，這也許是時時縈繞在（zài）無數工程（chéng）師耳畔（pàn）的（de）問題。而（ér）鐵電材料體積小、存儲密度大、可（kě）靠性高的特點，使其近年來受到科（kē）學界和產業界的熱捧。美國科學（xué）家（jiā）的新發現，從科（kē）學層麵揭示了一定容量的鐵電存（cún）儲器所能具備的最小體（tǐ）積。接（jiē）下來的，就是讓工程師（shī）們手中的存儲器（qì）無限接近這個極限。工程應用的最初發端（duān）是科學實驗室，這再一次證明了科（kē）學研究對技（jì）術（shù）突破、工（gōng）業發展的巨大（dà）貢獻。