中新网记者孙自法从北京发回报道，说中国科学院物理研究所的张庆华、葛琛还有金奎娟院士这个团队，在2018年就开始琢磨萤石结构的铁电材料了。他们用激光分子束外延的法子，在基底上长出了只有十个晶胞层厚、差不多5纳米厚的薄膜，这东西成了研究新结构的好平台。最近，他们在这材料里找到一种叫一维带电畴壁的新结构，1月23日凌晨刚把这事儿登上了《科学》杂志。 所谓铁电材料，就好比好多细小的“电学指南针”堆在一起，不用外人帮忙就自发分了正负电荷的方向。这些“指南针”不光能吸引附近的电荷，还因为彼此指的方向不一样，就在材料里分成了一块块叫铁电畴的区域。要是两个畴块的“磁极”怼一块儿，边界处就会聚集电荷，这时候就得用点特殊的“胶水”把它们粘稳当。 这种新发现彻底打破了大家认为畴壁是二维结构的老想法。团队通过限制晶体维度的思路，在三维的铁电体里挖出了一维的带电畴壁。这不仅解释了这种材料里极化切换和氧离子移动的内在联系，还让人看到了一种前所未有的物理特性。 在应用上，这种只有埃级大小（大概是头发丝几十万分之一）的畴壁单元特别有用。如果能在半个单胞里控制它的写入、驱动和擦除，就能做模拟计算，给极限密度的人工智能器件打下了基础。按照理论推算，这种存储密度比现在强几百倍，能达到每平方厘米20TB。要知道20TB能存下1万部高清电影，或者20万段高清短视频，放到邮票大的设备上就够了。 以前大家总觉得三维晶体里的畴壁肯定是平面的，现在可不一样了。这次发现的是沿着直线排的那种一维带电畴壁，不光能储存海量信息，还有低功耗、易操控的优点。团队以前做的实验样品到现在还在那儿稳当着呢。 以前做铁电材料研究的时候，大家习惯把注意力放在那些大块头的铁电畴上。这次团队玩了个新花样，专门盯着这个界面的边边角角看。这就好比平时大家都看魔方的大面颜色是否一样，这次他们更关心不同颜色小方块拼接处的那道缝。 你可以想象一下在一张小小的邮票上塞进去这么多数据是多么神奇的事儿。这不仅仅是一个基础科学的突破，更是为未来的人工智能硬件革新准备了一种可能。下一步就是怎么把这些发现变成真正能用的芯片技术，这样咱们就能在国际竞争中抢占先机了。