08,12,2026 3vues
【Instrument de bordFlash recherche et développement webRécemment, l'équipe du professeur Zhang GUOQUAN de la faculté des sciences physiques de l'Université Nankai, en collaboration avec le professeur Eugenio delre de l'Université de Rome, en Italie, le professeur Beatriz noheda de l'Université de Groningue, aux Pays - Bas, et l'équipe du professeur Aharon J. agranat de l'Université hébraïque d'Israël, ont découvert un réseau de tressage ferroélectrique tridimensionnel formé par une rupture spontanée de symétrie dans des cristaux ferroélectriques de tantale - Niobate de potassium - lithium (ktn: Li) et ont réalisé leur régulation optique locale. L'étude a révélé un nouveau mécanisme de formation de topologie dans les cristaux ferroélectriques à l'état solide, fournissant un nouveau système de matériaux pour le développement du stockage de photons hautement robuste, du traitement de l'information et du calcul neuromorphique avec une protection topologique globale. Les résultats ont été publiés dans la Revue internationale Light: Science & Applications sous le titre spontaneous formationand Optical Manipulation of a woven Domain Fabric in a Ferroelectric Crystal. L'Université de Nankai est la première unité d'achèvement de la thèse et le premier auteur de la thèse est Xin Feifei, professeur à la faculté des sciences physiques de l'Université de Nankai.
Les matériaux ferroélectriques codent l'information en utilisant la distribution spatiale de polarisation spontanée et constituent une base importante pour les dispositifs de stockage ferroélectrique électroniques et photoniques à haute efficacité. Son état de polarisation peut être piloté par le champ optique pour la lecture, l'écriture et l'effacement, ce qui permet aux processus stockés d'être manipulés optiquement sans contact et reconfigurables. Au cours des dernières années, les structures de polarisation topologique telles que les vortex ferroélectriques, les sgaminons et autres ont reçu une grande attention en raison de leur protection topologique. Cependant, le superréseau formé par ce type de structure reste essentiellement constitué de cellules topologiques locales dont la protection topologique est limitée à chaque cellule locale. En revanche, les systèmes complexes tels que la double hélice de l'ADN et les réseaux de fibres nerveuses dans la nature, formant des réseaux couvrant l'ensemble du système par entrelacement continu, tirent leur stabilité de la connectivité topologique globale plutôt que des unités topologiques individuelles, combinant ainsi un haut niveau de stabilité, de tolérance aux pannes et de plasticité structurelle. La combinaison de ce mécanisme de protection topologique globale avec les propriétés optiquement réglables des matériaux ferroélectriques promet de construire une plate - forme de stockage et de traitement de l'information photonique bionique qui combine une grande stabilité et une grande reconfigurabilité. Cependant, ce type de topologie tressée tridimensionnelle formée par une rupture spontanée de symétrie n'avait pas été observé auparavant dans les cristaux ferroélectriques à l'état solide.
L’équipe de recherche a découvert que lors de la transition de phase ferroélectrique des cristaux de ktn, lorsque la température descend à environ 2 ° C au - dessous de la température de curie (19 ° c), les superréseaux de domaines ferroélectriques régulièrement alignés évoluent spontanément pour former un réseau de tressage ferroélectrique tridimensionnel. Contrairement aux topologies locales telles que les tourbillons ferroélectriques, les sgermins et autres, ce réseau tissé est formé de domaines ferroélectriques continus entrelacés et traversant l'ensemble du système avec des propriétés de protection topologique globale. D'autres recherches ont révélé que les relations d'entrelacement des réseaux tissés à différents nœuds de croisement sont irrégulières et dépendent de l'historique de formation du réseau, ce qui lui confère des capacités de codage de l'information. Sur la base de cette caractéristique, l'équipe de recherche a réalisé une régulation optique locale du réseau de tressage ferroélectrique tridimensionnel, en utilisant un champ optique focalisé pour la reconstruction sélective de la structure tressée, permettant l'écriture optique, l'effacement optique et la reconstruction optique d'états topologiques complexes. Le mécanisme de protection topologique globale confère à la structure une bonne stabilité, tandis que la régulation optique permet une manipulation flexible de différents états topologiques, offrant de nouvelles voies pour la construction de plates - formes de stockage et de traitement de l'information photoniques hautement robustes et reconfigurables.
Les résultats de recherche ci - dessus élargissent les limites de l'application de la topologie ferroélectrique dans le domaine du stockage et du traitement de l'information, réalisent une combinaison de stabilité topologique et de reconfigurabilité optique, fournissent un nouveau système de matériaux pour le développement de plates - formes de stockage d'informations photoniques bioniques qui combinent une grande stabilité et une reconfigurabilité, et offrent de nouvelles possibilités pour le développement futur de l'informatique neuromorphique et des technologies de traitement de l'information à faible consommation d'énergie. La recherche a été financée par des programmes tels que le programme national de recherche et développement clés, le Fonds national des sciences naturelles, etc.
