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 目前普遍認(rèn)為，鐵電材料都是絕緣體，這是由于導(dǎo)體中的自由電子會完全屏蔽電偶極矩，從而無法形成長程鐵電序。然而，1965年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者P.W.Anderson與其合作者E.I.Blount預(yù)測了一種特殊的量子態(tài)——鐵電金屬，即材料中鐵電性和金屬性共存。半個多世紀(jì)以來，科學(xué)家一直在苦苦尋找室溫二維鐵電金屬材料，就像尋找水與火共存的材料，極其稀有。

據(jù)悉，最近，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所、中國科學(xué)院磁性材料與器件重點實驗室研究員曹彥偉(第一作者和通訊作者)與其合作者在此方向?qū)崿F(xiàn)了突破。他與來自美國羅格斯大學(xué)、布魯克海文國家實驗室、加州大學(xué)伯克利分校、賓州州立大學(xué)、阿貢國家實驗室、伯克利國家實驗室等單位的研究人員合作，利用原子級精度的激光分子束外延技術(shù)制備了高質(zhì)量的室溫二維鐵電金屬BaTiO3/SrTiO3/LaTiO3（如圖），實現(xiàn)了界面二維電子氣的鐵電極化，以及電荷、軌道、鐵電極化的周期性調(diào)控。該工作不但實現(xiàn)了人工室溫二維鐵電金屬的制備，更為設(shè)計具有鐵電、鐵磁和超導(dǎo)三相共存的二維量子材料提供了思路，有望推動新型量子器件的應(yīng)用。該研究工作于4月18日以Artificial two-dimensional polar metal at room temperature 為題發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications，DOI:10.1038/s41467-018-03964-9）上，并被選為編輯推薦文章，作為亮點工作報道（Editors’ highlights）。

該工作部分得到了中科院“百人計劃”、寧波市“3315創(chuàng)新團隊”、寧波材料所“團隊人才”計劃的支持。

BaTiO3/SrTiO3/LaTiO3超晶格掃描透射電子顯微鏡照片