铁电-反铁电固溶体中斯格明子纳米畴的发现与调控

来自国内的研究团队针对极性斯格明子（skyrmion）仅存在于复杂异质结体系的问题，在PbTiO3/PbSnO3、PbHfO3和PbZrO3固溶体中通过调控偶极-偶极耦合与反铁畸变-偶极竞争，首次实现了稳定拓扑相，并绘制了相图。该研究突破了传统异质结的边界限制，展示了优异的电控翻转特性，为拓扑电子学器件开发提供了新思路。

　　在铁电-反铁电固溶体（如Pb(Ti_1–xSn_x)O₃）中，科学家们首次观测到广泛存在的极性斯格明子（polar skyrmion）纳米畴。这些拓扑结构通过巧妙平衡偶极相互作用（dipole-dipole coupling）和反铁畸变效应（antiferrodistortive effect），在铁电序与反铁电序的竞争中自发形成。相比传统异质结（如PbTiO₃/SrTiO₃超晶格），该体系展现出更优的电场响应特性——包括可逆写入/擦除（writing/erasure）能力和长期稳定性（retention），为开发新一代拓扑存储器（topological electronics）开辟了道路。研究还构建了三种固溶体的相图，揭示了斯格明子的稳定区间，这项突破使得拓扑相调控不再依赖复杂界面工程，极大拓展了功能材料的应用前景。