铁电资料具有非易失性、可通过外场可逆调控的自发极化电偶极子，在易失性存储器、换能器和非线性光学器材中展示了极大的使用潜力，超薄铁电薄膜能进一步小型化单个功用单元、扩展积分容量和增强器材功用。现在大多数超薄铁电资料，包含钙钛矿氧化物、掺杂 HfOX、掺杂Bi2O3薄膜等，存在宽空隙、低载流子迁移率等缺少，阻止了其作为沟道资料使用于器材中。相比之下，二维铁电资料无外表悬挂键、迁移率高、带隙可调控，答应在沟道资料内部进行极化切换，为原子标准的电子器材的使用供给了优势。Se是一种n型层状半导体，具有迁移率高（2 K迁移率高达 ~ 4.7×10，虽然Bi2O2Se中铁电性的研讨现已取得了一些开始的开展，但仍存在以下缺少：一是可控制备超薄接连铁电薄膜的牢靠办法没有树立；二是单胞层极限厚度下的铁电稳定性没有验证；三是微观机制缺少原子标准的试验依据。
近来，中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心联合河北大学团队，使用分子束外延办法制备了厚度准确可控的Bi2O2Se薄膜，薄膜因为自调制掺杂效应引进电子，引起薄膜的面内金属性特征，室温载流子迁移率高于300cm2V-1S-1，而因为层间弱的静电力相互作用，薄膜面外为近绝缘性。团队使用压电力显微镜办法勘探了薄膜具有面外铁电翻转以及杰出的写/读畴功用，甚至当薄膜厚度减小到一个元胞时，仍然能够观测到近180°的铁电翻转。进一步地，根据已有密度泛函理论的剖析效果，结合原位截面扫描透射电镜，系统提醒了其铁电极化源于Se原子在面外电场下发生面外位移构成的可翻转偶极位移。该研讨突破了二维铁电资料的厚度极限，为原子级铁电器材规划供给了新的资料系统；证明面内金属与面外铁电特性的共存，推动了多功用纳米电子器材开展。
相关效果以“Room-Temperature Ferroelectricity of Bi2O2Se in the Two-Dimensional Limit”为题发表于Nano Lett. 5c04402 (2025)。河北大学来中国科学院物理研讨所联合培育的硕士生孔令圆为论文榜首作者，张坚地研讨员、梁艳副研讨员、陈潘副研讨员及河北大学张威副教授为一起通讯作者。文章的合作者还有中国科学院物理研讨所的郭建东研讨员、杨芳副研讨员、郭阳副研讨员，以及香港科技大学的Runzhang Xu博士。该作业获国家自然科学基金委、科技部和中国科学院等项目赞助。
