日前，華盛頓大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，二維形態(tài)的單層二碲化鎢（WTe2）疊加為雙層時(shí)，會(huì)出現(xiàn)自發(fā)電極化現(xiàn)象（一層帶正電，另一層帶負(fù)電），並且可以通過(guò)外加電場(chǎng)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。該研究成果發(fā)佈在《自然》雜誌上。
華盛頓大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)從二碲化鎢的三維晶體形態(tài)，製造並分離出了單層二碲化鎢。據(jù)瞭解，二碲化鎢是目前已知的第一種存在“鐵電翻轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的二維材料。在此之前，科學(xué)家們只在電絕緣體中發(fā)現(xiàn)過(guò)“鐵電翻轉(zhuǎn)”。然而二碲化鎢並非電絕緣體，而是一種不良金屬。
論文資深作者、華盛頓大學(xué)物理學(xué)教授大衛(wèi)?科布登（David Cobden）表示：“在二碲化鎢中發(fā)現(xiàn)‘鐵電翻轉(zhuǎn)’非常令人驚訝。我們並非是在刻意尋找它，而是在發(fā)現(xiàn)奇特現(xiàn)象後進(jìn)行了假設(shè)，並通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。”具有鐵電性質(zhì)的材料在記憶體、電容器和感測(cè)器等方面均有潛在應(yīng)用價(jià)值。
“將鐵電體視為大自然的轉(zhuǎn)變，”科布登說(shuō)，“鐵電材料的極化狀態(tài)意味著材料內(nèi)部的電荷分佈不均勻，當(dāng)發(fā)生‘鐵電翻轉(zhuǎn)’時(shí)，電荷一起移動(dòng)，而不是像基於電晶體的人工電子開(kāi)關(guān)那樣。”
根據(jù)科布登的說(shuō)法，二碲化鎢可以在室溫下保持穩(wěn)定的“鐵電翻轉(zhuǎn)”，不會(huì)隨著時(shí)間推移而衰退。這與許多傳統(tǒng)的三維鐵電材料截然不同。這些特性可以使得二碲化鎢成為比其他鐵電化合物更小、應(yīng)用更為廣泛的技術(shù)材料。
鐵電轉(zhuǎn)換是Cobden和他的團(tuán)隊(duì)對(duì)單層WTe 2進(jìn)行的第二次重大發(fā)現(xiàn)。在2017年自然物理學(xué)論文中，該團(tuán)隊(duì)報(bào)告說(shuō)這種材料也是一種“拓?fù)浣^緣體”，這是具有這種奇特性質(zhì)的第一種二維材料?？撇嫉羌捌渫掠?jì)畫(huà)繼續(xù)探索單層二碲化鎢材料的秘密，希望有更令人興奮的發(fā)現(xiàn)。
