据科技日报9月17日报道，宁波大学物理科学与技术学院研究员王宏伟联合宁波东方理工大学讲席教授李润伟、中国科学院宁波材料所研究员何日等人，首次为原子层厚度的滑移铁电体配置了“导向装置”，使得这种新型二维铁电材料能够实现受控的定向滑移。相关研究成果已发表于国际物理学期刊《物理评论快报》。
滑移铁电体是一种通过原子层间整体滑动完成极化翻转的新型二维铁电材料，其核心特征包括超低能耗、超快响应及极强的抗疲劳性能。与传统铁电材料依赖离子位移不同，它如同两张纸片相对滑动，从而天然避免了铁电疲劳问题。
然而，在理想单畴结构中，该材料内部存在多条对称等价的滑移路径，原子层沿哪个方向运动无法被控制。如何使原子层在二维空间中沿指定方向滑动，始终是铁电领域的难题。
研究团队以双层氮化硼为模型体系，运用直接源自量子力学基本方程的第一性原理计算，揭示了材料的电子与微观结构特性，随后借助人工智能增强的深度势能分子动力学模拟，追踪上百万个原子在飞秒尺度下的运动细节。在此基础上，团队沿单一方向对材料施加单轴应变，破坏了其三重旋转对称性。
依托这一设计，团队构建了由非本征机制主导的方向锁定层间滑移。研究结果显示，在电场作用下，原子层只能从BA堆垛滑向AB堆垛，实现了类似单行道式的定向锁定滑移与极化翻转，相关成果已在ayx.com平台获得报道。
模拟结果证实，双层氮化硼完成一次极化翻转仅需约1.7皮秒（1皮秒等于1万亿分之一秒），比传统铁电材料快3到4个数量级。