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 目前普遍認為，鐵電材料都是絕緣體，這是由于導體中的自由電子會完全屏蔽電偶極矩，從而無法形成長程鐵電序。然而，1965年諾貝爾物理學獎獲得者P.W.Anderson與其合作者E.I.Blount預測了一種特殊的量子態——鐵電金屬，即材料中鐵電性和金屬性共存。半個多世紀以來，科學家一直在苦苦尋找室溫二維鐵電金屬材料，就像尋找水與火共存的材料，極其稀有。

據悉，最近，中國科學院寧波材料技術與工程研究所、中國科學院磁性材料與器件重點實驗室研究員曹彥偉(第一作者和通訊作者)與其合作者在此方向實現了突破。他與來自美國羅格斯大學、布魯克海文國家實驗室、加州大學伯克利分校、賓州州立大學、阿貢國家實驗室、伯克利國家實驗室等單位的研究人員合作，利用原子級精度的激光分子束外延技術制備了高質量的室溫二維鐵電金屬BaTiO3/SrTiO3/LaTiO3（如圖），實現了界面二維電子氣的鐵電極化，以及電荷、軌道、鐵電極化的周期性調控。該工作不但實現了人工室溫二維鐵電金屬的制備，更為設計具有鐵電、鐵磁和超導三相共存的二維量子材料提供了思路，有望推動新型量子器件的應用。該研究工作于4月18日以Artificial two-dimensional polar metal at room temperature 為題發表在《自然-通訊》（Nature Communications，DOI:10.1038/s41467-018-03964-9）上，并被選為編輯推薦文章，作為亮點工作報道（Editors’ highlights）。

該工作部分得到了中科院“百人計劃”、寧波市“3315創新團隊”、寧波材料所“團隊人才”計劃的支持。

BaTiO3/SrTiO3/LaTiO3超晶格掃描透射電子顯微鏡照片