北京1月23日电（崔兴义）想象一下，将1万部高清电影或20万部短视频全部打包到一个邮票大小的设备中。这不是科幻小说，而是中国科学家的最新成果所能产生的对未来的真实愿景。 23日，中国科学院物理研究所金奎娟院士、葛晨研究员、张庆华副研究员组成的联合团队在《Science》杂志上发表重要研究成果。首次在三维晶体内发现并操纵了“一维带电电磁墙”，为下一代超密集存储和人工智能芯片奠定了科学基础。这一结果不仅颠覆了传统认知，也意味着信息存储技术有望引发一场革命。从“二维平面”到“一维线”的戏剧性转变en 到“零维点”。
家庭磁铁有无数个小磁针，指向同一方向以产生磁性。同样，铁电材料内部有无数个“电罗盘”，它们自发地指向同一极化方向，形成正负电荷分离的结构。更令人惊讶的是，这些“电针”的方向可以通过外部电场来反转，就像开关一样。因此，铁电材料被誉为“明星信息存储材料”。
在真实材料中，这些“电针”并不是全部有序排列，而是被分成具有相同方向的小区域，称为“铁电畴”，这些区域之间的边界称为“畴壁”。您可以将所有材料视为魔方。如果所有小方块的颜色相同，则它是一个域。如果它们不同c颜色时，畴壁成为不同颜色块之间的界面。
科学界长期以来一直认为三维晶体的畴壁本质上是二维“表面”。然而，通过创新材料设计和原子尺度观察，研究团队首次在萤石结构氧化锆薄膜中发现厚度和宽度仅为埃（约0.25纳米）的一维畴壁，相当于人类头发直径的数十万倍。
这些一维畴壁被限制在非常薄的极性晶格层中，就像非常薄的“负载线”一样。它的存在是得益于氧离子和氧空位所起的“原子胶”作用。马苏。研究团队还成功地利用电子辐照产生的局域电场，人为地写入、移动和擦除这样的畴壁，为实现未来的磁畴壁迈出了重要的一步。可控电路功能。
这一进步最令人兴奋的部分是应用潜力，包括存储方面的革命。目前市场上出售的存储器（硬盘、U盘等）的信息记录单元是几十纳米的“表面”。传统的铁电畴壁存储单元是“线”。这次发现的一维磁畴壁投影对应于一个“点”。这意味着存储密度可以从面到面、线和点呈指数级增长，预计将比现有技术大数百倍。理论存储密度达到每平方厘米20TB，使得邮票可以存储数千张图像。
据了解，该研究不仅填补了铁电物理领域在磁畴壁尺寸方面的空白，而且揭示了萤石结构中极化反转与离子迁移之间独特的耦合机制。结构化铁电材料系统。这意味着未来我们不仅能够创造更小的记忆，还能够创造物理记忆。该装置同时实现信息存储和类脑计算，有利于计算与存储一体化芯片的发展。 “这项研究为最大限度地开发人工智能设备载体提供了科学依据。”团队专家表示。
作者：本报记者 崔兴义 《光明新闻》（2026年1月24日第04页）【编辑：惠晓东】
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