近日，云南大学胡万彪团队〔云南马来亚学院（现代工学院）、材料与能源学院、云南大学电镜中心、云南省电磁材料与器件重点实验室（筹）〕在铁电拓扑畴研究方面取得重要进展，发现并构筑了一类新型铁电拓扑畴结构——不对称非闭合通量畴。相关成果发表于国际材料科学领域顶级期刊 Advanced Materials，论文题为“Asymmetric ferroelectric flux-non-closure domain enabling giant polarizations through local lattice-defect-induced antiphase boundary in polycrystalline BiFeO₃” 。

铁电体系中的涡旋畴、通量畴等偶极拓扑结构，通常依赖外延应变与界面耦合等边界条件在单晶或超晶格薄膜中实现；而在更具工程应用价值的多晶/陶瓷体系中，由于晶粒取向无序及长程结构弛豫受限等因素，拓扑畴结构长期难以稳定形成，成为多晶铁电性能调控的重要瓶颈。

针对这一难题，团队提出并采用晶格缺陷工程新路径，通过氮离子注入在多晶BiFeO₃薄膜中引入可控缺陷，替代传统外延应变调控方式，首次在多晶体系中实现不对称非闭合通量拓扑结构。研究表明：缺陷诱导的反相边界（APB）可产生显著局域应变梯度，驱动极化矢量连续旋转并发生面外重定向，从而产生净极化增强，突破传统通量闭合畴“相互抵消”的效应。团队结合像差校正扫描透射电子显微镜（AC-STEM）原子级成像、原子尺度应变统计与极化矢量映射，建立了“缺陷—应变—拓扑—极化性能”的定量构效关系，并观测到显著增强的铁电极化（最高达 165.6μC/cm²）。该策略为多晶铁电体系的拓扑结构构筑与极化增强提供了新思路，有望为多功能器件设计及相关基础研究提供新的材料与机制支撑。

云南大学材料与能源学院2022级博士研究生梁夏莉、谢继阳副研究员为论文第一作者，云南马来亚学院（现代工学院）胡万彪研究员为通讯作者。研究得到国家自然科学基金、云南省“兴滇英才支持计划”云岭学者专项、云南省电磁材料与器件重点实验室（筹）、云南大学“双一流”建设专项及云南大学电镜中心等项目与平台的资助和支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202514332

来源：云南马来亚学院（现代工学院）

编辑：张懿淼 责任编辑：李哲 审核：宁莉