據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月9日（北京時間）報道,，最近,，美國能源部布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室、勞倫斯・伯克利國家實(shí)驗(yàn)室等利用電子全息攝影技術(shù),，拍下鐵電納米材料亞原子結(jié)構(gòu),，并揭示了它的性質(zhì),。研究人員指出，這是迄今拍下鐵電亞原子結(jié)構(gòu)最小尺度,，有助于理解鐵電材料的性質(zhì),，擴(kuò)大其研發(fā)和應(yīng)用，研發(fā)新一代先進(jìn)電子設(shè)備,。相關(guān)論文發(fā)表在7月8日的《自然・材料》雜志上,。

　　這種電子全息攝影術(shù)能以皮米（10的負(fù)12次方）精確度，拍下材料原子位移所產(chǎn)生的電場圖像,。布魯克海文物理學(xué)家朱毅梅（音譯）說：“這是我們第一次看到原子的確切位置,，并把它和納米粒子的鐵電現(xiàn)象聯(lián)系起來。這種基礎(chǔ)突破不僅是技術(shù)上的里程碑,，也為工程應(yīng)用帶來了可能,。”

　　鐵磁材料日常生活中隨處可見,，這種材料本身有磁偶極距,，指向北極或南極。這些偶極距自身趨向于排列整齊,，由此產(chǎn)生了吸引和排斥的磁化作用,。通過外加磁場翻轉(zhuǎn)磁化作用，就能操控這些材料,。

　　鐵電材料與鐵磁材料同族,，它們在分子尺度也有偶極距,，但是正負(fù)電極而不是磁極，通過外加電場也能翻轉(zhuǎn)這種電極,。這種關(guān)鍵特征來自材料內(nèi)部亞原子層面的不對稱和排列現(xiàn)象,。在新研究中，研究人員首次通過透射電子顯微鏡將這種現(xiàn)象拍攝下來,。

　　目前的磁性存儲設(shè)備,，如大部分計(jì)算機(jī)中的硬盤，是通過翻轉(zhuǎn)內(nèi)部磁矩（對應(yīng)于計(jì)算機(jī)二進(jìn)制代碼1或0）,，將信息“寫入”鐵磁材料,。而鐵電存儲是通過電場將材料的兩種電極狀態(tài)結(jié)合起來，轉(zhuǎn)化為代碼,，在計(jì)算機(jī)上寫入和讀出數(shù)據(jù)信息,。而最終在效率上，鐵電材料有望勝過鐵磁材料,。

　　鐵電材料將信息存儲在更小的空間,，幾乎是從微米下降到納米。在納米級別,，每個粒子都是一個比特,。但要擴(kuò)展到應(yīng)用設(shè)備上，必須知道怎樣壓縮它們才不會犧牲內(nèi)部電極,。理論上這是非常困難的，研究人員解釋說,，實(shí)驗(yàn)所演示的電子全息攝影術(shù),，能確定各種情況下的所需參數(shù)。

　　該研究揭示了單個鐵電粒子能保持電極的穩(wěn)定性,，這意味著每個納米粒子能作為一個數(shù)據(jù)比特,。但由于它們存在邊緣場，還需要一些活動空間（約5個納米）才能有效操作,。否則可能在擴(kuò)展到計(jì)算機(jī)存儲中時,，不能保持代碼完整性而破壞信息。布魯克海文物理學(xué)家韓永建（音譯）表示,，鐵電材料能提高存儲密度,，每平方英寸鐵電材料制成的電子設(shè)備存儲的信息達(dá)到兆兆字節(jié)，新技術(shù)讓我們離設(shè)計(jì)制造這種設(shè)備更進(jìn)一步,。(記者 常麗君)

　　總編輯圈點(diǎn)

　　一塊指甲大小的存儲器容量能有多大,？在人們不斷提升電子設(shè)備便攜性的今天，這也許是時時縈繞在無數(shù)工程師耳畔的問題,。而鐵電材料體積小,、存儲密度大,、可靠性高的特點(diǎn)，使其近年來受到科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的熱捧,。美國科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn),，從科學(xué)層面揭示了一定容量的鐵電存儲器所能具備的最小體積。接下來的,，就是讓工程師們手中的存儲器無限接近這個極限,。工程應(yīng)用的最初發(fā)端是科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，這再一次證明了科學(xué)研究對技術(shù)突破,、工業(yè)發(fā)展的巨大貢獻(xiàn),。