•铁和多铁拓扑结构在未来纳米电子学领域提供了令人兴奋的潜力
•本周发表在《自然材料》(Nature Materials)上的评论文章
图1所示。特邀综述作者Jan Seidel教授(新南威尔士大学)
从冰箱磁铁到尖端材料科学的联系比人们想象的要短。磁铁粘在冰箱上的原因是磁性材料中的电子自旋或磁矩自发地向一个方向排列或排列，这使它能够对冰箱的铁门产生吸引力，提醒你买牛奶。
磁铁就是一种具有这种内在秩序的材料。这种材料中的“拓扑缺陷”以这种顺序的不连续出现，即在边界区域中，顺序不能无缝地从一个区域过渡到另一个区域。这些拓扑结构可以自然形成，也可以在高级功能材料中高度工程化。
一篇本周发表在主要期刊上的文章自然材料Jan Seidel教授概述了对不同类型的“缺陷”顺序(即材料中的拓扑结构)的新兴研究，以及它们在纳米技术和纳米电子学中的潜在高度有趣的应用。Seidel受期刊编辑的邀请，回顾了畴壁和相关拓扑结构的现状，并讨论了未来的研究。
域壁
图2所示。舰队博士研究生范骥在Seidel教授的团队中使用SPM研究材料
畴壁作为一种拓扑结构，虽然已经存在很长时间，但近年来人们才开始对其进行深入细致的研究。直到最近高分辨率电子显微镜(HREM)和扫描探针显微镜(SPM)的发展才表明，它们可以显著影响宏观材料的性质，更有趣的是，它们可以表现出自己的固有性质。在过去几年里，由塞德尔教授部分开创的这一领域的研究得到了广泛发展，现在有专门针对这一领域的完整会议，例如年度国际铁质材料拓扑结构研讨会(TOPO)，该研讨会的第一次会议于2015年在悉尼举行。
最近关于畴壁的大量工作集中在绝缘铁电体和多铁性畴壁的电子导电性上，为纳米电子学开辟了新的机会。这种壁只有大约1纳米宽(目前的硅技术是7纳米的结构尺寸)，使它们成为最终的纳米电子学特征。
畴壁纳米电子学最近产生了一些原型电子元件，如二极管、非易失性存储器和隧道结，其功能由外部刺激驱动，如外加电场或外加光。拓扑缺陷的控制工程及其与应用领域、纳米探针和器件的操作将使广泛的新现象能够在原子和纳米尺度上被探索。
漩涡和天空漩涡
其他更复杂的拓扑结构(图3)，如漩涡和skyrmions(外来的拓扑准粒子，是它们自己的反粒子)可以在铁材料中观察、创建和操作，并且是密集研究工作的重点，以开发它们的结构、对称性、化学和纳米电子学的独特性质。
拓扑材料的潜在应用，包括无耗散或超低能量电子传输技术雷竞技苹果版，是一个正在被广泛研究的新兴领域(包括在FLEET内部)。
图3所示。在材料中发现的各种类型的秩序和拓扑缺陷。
拓扑结构本身可以携带信息并在纳米尺度上移位，skyrmions就是一个突出的例子。承载skyrmions的磁性“旋转”结构在未来超低能量存储器和逻辑应用中具有很高的潜力。
随着这些领域令人兴奋的最新发展和进展，以及更多的可能到来，拓扑电子学领域在先进材料研究中开辟了各种新的和有趣的前景，并在新器件概念、超低能量纳米电子学和无耗散传输技术方面具有广阔的应用前景。
这项研究
基于拓扑结构的纳米电子学(DOI 10.1038/s41563-019-0301-z)于2019年2月20日发表在《自然材料》杂志上。赛德尔教授承认该机构提供了资金支持澳大利亚研究理事会(ARC)通过探索基金和ARC未来低能电子技术卓越中心(FLEET)。
雷竞技苹果版拓扑材料和舰队
雷竞技苹果版拓扑材料的研究FLEET的研究主题，寻求超低电阻电子路径，以创造新一代超低能量电子产品。
FLEET是arc资助的研究中心，汇集了100多名澳大利亚和国际专家，以开发新一代超低能耗电子产品，以减少计算消耗的能源。
Seidel教授为FLEET进行关键扫描探针显微镜(SPM)研究研究主题1而且主题2，特别关注复杂的氧化物材料系统。Seidel还使用先进的SPM技术在纳米尺度的拓扑材料中形成电或磁秩序雷竞技苹果版使能技术主题B．
作者
Jan Seidel教授是材料科学与工程学院“，新南威尔士大学悉尼分校。
更多的信息
- 联系新南威尔士大学Jan Seidel教授jan.seidel@unsw.edu.au
- 访问赛德尔研究集团SPM.materials.unsw.edu.au
- 连接在@FLEETCentre
- 访问FLEET.org.au
- 读舰队研究主题1新闻
- 接触舰队media@FLEET.org.au
- 看计算能量使用的未来解决方案
- 订阅app雷竞技
图5所示。FLEET博士研究生侯飞(音译)在Seidel教授的团队中使用SPM研究材料