近期，清華大學(xué)的南策文和沈洋（共同通訊作者）等人在P(VDF-TrFE)鐵電聚合物中發(fā)現了自組織的環(huán)形拓撲紋理，其展現出了具有反耦合手性疇（anticoupled chiral domains）的同心圓拓撲結構。
在過(guò)去很長(cháng)一段時(shí)間里，研究者對自旋、電荷、軌道和晶格自由度的操縱能夠帶來(lái)例如高溫超導體等許多重大的科學(xué)發(fā)現。其中，對實(shí)空間序參量進(jìn)行組裝形成環(huán)形拓撲圖案如磁性斯格明子（自旋）、極化渦旋（電荷）等至今仍然是基礎研究領(lǐng)域的熱門(mén)話(huà)題。然而，可否在鐵電聚合物中觀(guān)測到環(huán)形極化拓撲（toroidal polar topology）現象并理解辨識其驅動(dòng)力到目前為止都困擾著(zhù)研究人員。近期，清華大學(xué)的南策文和沈洋（共同通訊作者）等人在P(VDF-TrFE)鐵電聚合物中發(fā)現了自組織的環(huán)形拓撲紋理，其展現出了具有反耦合手性疇（anticoupled chiral domains）的同心圓拓撲結構。研究發(fā)現，彈性能、電能和梯度能的相互作用導致了與聚合物鏈正交的極化的旋轉和環(huán)形組裝，同時(shí)還能誘導沿著(zhù)聚合物鏈的弛豫行為。這一環(huán)形極化拓撲引起了極化遠紅外波的周期性吸收，可實(shí)現在介觀(guān)尺度上對太赫茲波進(jìn)行操縱。研究認為，這一發(fā)現不僅能夠為柔性鐵性體材料的設計提供指導，還能為發(fā)展具有多刺激轉變性質(zhì)的柔性電子器件提供新的機會(huì )。2021年03月05日，相關(guān)成果以題為“Toroidal polar topology in strained ferroelectric polymer”的文章在線(xiàn)發(fā)表在Science上。
圖2 P(VDF-TrFE)片層的表征和計算
圖3 P(VDF-TrFE)片層的性能研究
圖4 遠紅外波的周期性吸收
文獻鏈接：Toroidal polar topology in strained ferroelectric polymer（Science, 2021, DOI: 10.1126/science.abc4727）
文章轉載自微信公眾號：材料人
