The following article is from 铁性材料与器件 Author H. LIU
铁电、铁磁和铁弹材料与器件开发
2020年,若以Joseph Valasek关于酒石酸钾钠的研究发表为标志,2020年正好是铁电研究走过100年。
《Nature Materials》发表了“A century of ferroelectricity”的社论。详见推文:Nature Materials社论丨铁电材料一百年简史:里程碑事件回顾,《American Ceramic Society Bulletin》发表了Susan Trolier-McKinstry 的“Impact of ferroelectricity”。
年末,《Ferroelectrics》发表了“100th anniversary of the discovery offerroelectricity: How it impacted the current day physics”。
图3、《Ferroelectrics》论文封面
在此,聊以数语,回顾一下《Nature》与《Science》(N&S)在2020年发表的铁电研究文章,管中窥豹。之所以选N&S,不仅因为举世瞩目,而且发表在上面的铁电论文屈指可数,符合管中窥豹。
这一年,《Nature》发表了6篇以铁电为主题的文章和1篇文章的更正。非常有意思的是,这个更正,实际上是删除了摘要中的3个字,什么叫做严谨!
另外的6篇文章,分别是PZT畴结构相关的逆转变、PMN-PT透明铁电晶体的超高压电性、STO二维电子气中电场调控自旋-轨道特性、硅上生长超薄HfO2的增强的铁电性、界面极化对称性相关的压电热释电特性、双层石墨烯moiré异质结中发现了铁电性。最后一个你没有看错,就是风靡一时的MIT魔角石墨烯组发的,可见方法的重要性。
《Science》发表了4文章和1篇评论,包括分子铁电的磁电耦合、离子撞击后PMN-PT薄膜的超高储能特性、BiMn7O12中电偶极的螺旋序、HfO2铁电性的根源和对这个工作的评论。
总结起来,10篇文章,微纳和膜技术的占了6篇。大体反应了“Plenty of Room at the Bottom”(From Richard P. Feynman)、“More is different”(From Philip W. Anderson)、 “上帝创造了晶体、魔鬼创造了表面、界面就是器件”(这是个引用,忘记出处,似乎是某一个视频讲座,欢迎提供线索)等观点。理论工具包含相场、第一性原理、蒙特卡洛等。实验上多是精妙的电测,测自旋、测电荷、测电流,电真的是无所不在。烧砖头的小伙伴也不要太灰心,毕竟,这里面也有1篇是烧出来的。
谈一点感想。
铁电研究的最前沿或者初露端倪的创新,可能出现在了其它刊物上。N&S的文章上相关的文章,更像是对近年来学术思想、研究热点、研究方法、研究成果的一个集成。正如因石墨烯而获诺贝尔奖的Geim所说,之前石墨烯研究是“just observations: not enough to inspire furtherwork”,他们的《Science》文章在于“graphene rediscovered in its new incarnation”。
《人间词话》中说“盖文体通行既久,染指遂多,自成习套。豪杰之士,亦难于其中自出新意。。。。。。”以此类推科学研究,铁电一百年,有顾虑么?Susan在Ferro Talks中引用E.C. Stoner的话,因是“Trivial lattice phenomenon”,所以“still a lot to do”。还有一个观点,‘由于研究的久,任何一个新发现,都会引起极大的兴趣’(这是个妥妥的引用,忘记是在哪看到或者听说,欢迎提示)。
扒个瓜子。开年第一篇《Nature》的作者,曾经和我一个办公室,坐我对面,有一天说:“Linux太难了,你会用Matlab么?我想用它画个图”。而这篇文章,运用Monte Carlo、第一性原理来惟妙惟肖的模拟复杂畴结构。异质节界面结构对称性变化产生压电和热释电的《Nature》文章在国内是一石激起千层浪,至少是在公众号上面。而在CMD2020GEFES会议上,似乎远没达到这个热度。不知是虚拟与现实的区别,还是东方与西方的差异。
最后补充一点,N&S这么热,和重奖不能说没关系。科研奖励,大家都觉得种种不合理。其实,是科研奖励命错了名,因为奖励的不是科研,是名。你要是把它看成是名气奖励,就合理多了。
日常如声子振动一样普遍;突破犹电子跃迁一样困难,需要能量。祝小伙伴们新年能量满满,不为N&S遮望眼,有突破。
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