盖世汽车讯 据外媒报道，韩国一个研究小组在天然矿物褐铁矿中发现了亚原子尺度的铁电现象。该团队由浦项科技大学（POSTECH）材料科学与工程系和半导体工程系的Si-Young Choi教授领导，并与釜山国立大学（Pusan National University）的Jae-Kwang Lee教授团队以及成均馆大学（）的Woo-Seok Choi教授团队合作。这项研究发表在期刊《Nature Materials》上。

图片来源： 期刊《Nature Materials》

电子设备将数据存储在称为畴（domains）的存储单元中，畴的最小尺寸限制了存储信息的密度。然而，由于原子振动的集体特性，基于铁电的存储器在最小化畴尺寸方面一直面临挑战。

研究团队从自然界中找到了克服这些限制的灵感。他们专注于研究褐铁矿，这是一种天然存在的矿物，其特征是独特的四面体（FeO4）和八面体（FeO6）铁氧结构交替层，类似于面包和火腿交替夹层的三明治。

引人注目的是，褐铁矿表现出一种被称为声子退耦的特殊现象。声子代表原子振动。通常，当原子振动时，由于集体振动，邻近的原子也会受到影响。然而，在褐铁矿中，当四面体层振动时，相邻的八面体层几乎不受影响。这种独特的特性使得在施加电场时，四面体层内能够选择性地形成畴。

这种现象在各种类型的褐铁矿中都得到了证实，例如SrFeO2.5和CaFeO2.5薄膜以及单晶CaFeO2.5。该团队的实验表明，电场仅影响四面体层，改变原子位置，而八面体层保持不变。该团队通过成功开发基于该结构的铁电电容器和薄膜晶体管器件，进一步证明了这种现象的实用性。

一旦实现商业化，这项技术有望推动开发比现有设备体积小数十倍、速度更快的存储设备。这将显著提升智能手机和计算机的存储容量和处理速度，加速人工智能（AI）和自动驾驶汽车等高速数据处理技术的进步。

浦项科技大学的Si-Young Choi教授表示：“这项研究展现了源自自然的智慧如何为突破技术局限提供关键解决方案。揭开尚未解释的自然现象的秘密，可以进一步增强各种先进技术的适用性。”