Image topographique au microscope à effet tunnel d'une hétérostructure latérale monocouche SnTe/PbTe. Le noyau monocouche paraélectrique de PbTe (foncé) est entouré d'une monocouche ferroélectrique de SnTe, qui développe un vortex de polarisation dans le sens horaire dans ses domaines. Crédit :Kai Chang/Max Planck Institut de physique des microstructures
Une équipe de recherche de l'Université de l'Arkansas, en collaboration avec des chercheurs de l'Institut Max Planck de physique des microstructures et de l'Académie des sciences de l'information quantique de Pékin, a découvert des tourbillons de polarisation dans les ferroélectriques bidimensionnels (2D).
L'associé de recherche postdoctoral en physique de l'Université de l'Arkansas, John W. Villanova, a dirigé la contribution théorique à l'article récemment publié dans Matériaux avancés .
Des expériences ont été réalisées à l'Institut Max Planck de physique des microstructures. Des hétérostructures latérales monocouches SnTe/PbTe ont été produites par croissance épitaxiale par faisceau moléculaire, et les mesures de microscopie à effet tunnel montrent une interface atomiquement nette entre les domaines ferroélectrique et paraélectrique.
En mesurant soigneusement la flexion de bande électronique sur les bords de la monocouche SnTe, l'orientation de polarisation a été déduite pour s'orienter dans un vortex constitué de quatre quadrants autour du noyau monocouche de PbTe, toujours avec un composant qui pointe vers le noyau. Les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité effectués à l'U d'A ont contextualisé les mesures en termes de fonctions de travail relatives et de transfert de charge, compatible avec la charge liée positive à l'interface monocouche SnTe/PbTe.
Cette ingénierie de l'état de polarisation dans de nouvelles hétérostructures latérales 2D avec polarisation dans le plan est tournée vers les applications.
