清华大学材料学院马静团队合作发文阐释极性拓扑研究进展

铁电材料凭借其可随外场翻转的自发极化，在新型电子信息器件、能量存储与转换以及催化等领域展现出广泛的应用前景。与受限于晶格对称性排列的传统铁电畴不同，近年来铁电体中极性拓扑畴的发现为铁电物理和应用的发展注入了新的活力。得益于局部晶格对称性破缺和拓扑保护特性，极性拓扑畴为铁电体带来了诸多新奇的功能特性，包括阻变特性、负电容及光学手性等，成为铁电领域的新宠。

鉴于极性拓扑材料丰富的物理现象和应用潜力，结合团队在该领域的研究成果，清华大学材料学院马静副教授、沈洋教授、南策文院士团队与合作者系统梳理了铁电材料中极性拓扑研究的理论体系与发展脉络，提出了极性拓扑结构的设计准则，涵盖了该领域在拓展拓扑材料体系、发展多场调控策略实现极性拓扑操控、探索新奇物理效应等方面取得的重要突破，深入剖析了当前研究面临的关键挑战和突出问题，从基础科学探索与工程技术应用双重维度展望了极性拓扑材料的发展前景，指出其在新型功能材料设计与先进器件开发中的战略地位，以期为推动该领域研究向实用化方向发展提供有益参考。

极性拓扑材料和器件研究总结

相关研究成果以“极性拓扑材料与器件：前景与挑战”（Polar topological materials and devices: Prospects and challenges）为题，于4月13日在线发表于《材料科学进展》（Progress in Materials Science）。

清华大学材料学院2020级博士生韩浩杰为论文第一作者，马静副教授为论文通讯作者。论文重要合作者包括清华大学材料学院南策文院士、沈洋教授，昆明理工大学马吉教授，北京理工大学黄厚兵教授、王静副研究员，清华大学材料学院2021级博士生徐而翔、徐棕棋。研究得到国家自然科学基金项目的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2025.101489

供稿：材料学院

编辑：李华山

审核：郭玲