Ett forskargrupp från University of Arkansas, i samarbete med forskare vid Max Planck Institute of Microstructure Physics och Beijing Academy of Quantum Information Sciences, har upptäckt polarisationsvirvlar i tvådimensionella (2D) ferroelektriker.

University of Arkansas fysik postdoktoral forskningsassistent John W. Villanova ledde teoribidraget till uppsatsen som nyligen publicerades i Avancerade material .

Experiment utfördes vid Max Planck Institute of Microstucture Physics. SnTe/PbTe monoskikt laterala heterostrukturer producerades via molekylär stråle epitaxial tillväxt, och skanningstunnelmikroskopimätningar visar ett atomiskt skarpt gränssnitt mellan ferroelektriska och paraelektriska domäner.

Genom att noggrant mäta den elektroniska bandböjningen vid kanterna på SnTe-monoskiktet, polarisationsorienteringen härleddes till att orientera sig i en virvel bestående av fyra kvadranter runt PbTe monolagerkärnan, alltid med en komponent som pekar mot kärnan. De densitetsfunktionella teoriberäkningarna utförda vid U av A kontextualiserade mätningarna i termer av relativa arbetsfunktioner och laddningsöverföring, överensstämmer med den positiva bundna laddningen vid SnTe/PbTe-monoskiktgränssnittet.

Denna konstruktion av polariseringstillståndet i nya 2D laterala heterostrukturer med polarisering i planet har ett öga mot tillämpningar.