在纳米尺度的电子 ‘旋风’

长期以来一直认为螺旋电子结构被称为”极地涡旋”不会生产电序材料。这个想法坚持虽然科学家观察到一些磁性材料表面上的类似现象。然而，通过高度控制的多层薄膜合成研究，科学家控制各种相互竞争的原子力，允许这些地区到窗体。

通过控制的层状的结构，科学家们观测到多个层状材料的离子结构离散螺旋地区。该图像显示原子尺度、 高分辨率扫描透射电子显微图像的分层结构，覆盖了一层 （黄色箭头） 显示了本地的离子运动，表明螺旋配置或”极地涡旋”。材料是由非常薄层电序的铅钛和钛酸锶电无序。

极涡强度可以作为材料中的新现象的前兆。材料可能是极低的能量电子设备的关键。在电序，或铁电材料涡是类似于磁性材料中的现象 — — 地方，旋转磁区被称为 skyrmions。

最近，科学家发现，在一些磁性材料，磁性螺旋状排列，称为 skyrmions，可以形成材料的表面上。这些 skyrmions 可以保留他们的组织，因为他们都宏观的距离，使他们为超低功耗电子应用的优秀候选人的移动。直到现在，科学家认为这种现象是独有的磁性材料。铁电体是一类有原子电荷在哪里安置自发 （低于临界温度） 生产区域，电动的”两极”的原子 （如，”两极”的地球） 对齐的位置，局部区域的非磁性材料导致电气两极分化。这个对齐的取向，在铁电体被称为极化，方向可以修改由电场中的应用。然而，科学家不认为，可能形成的旋转电子极化铁电体 （类似于在磁性材料中观察到的 skyrmions） 地区。通过仔细制备超细层状结构或超晶格，建立从层钛酸铅和钛酸锶 (到 4 埃厚度控制 （作为对比，感冒病毒是跨越 300 埃）)，劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员发现，他们可以创建电气螺旋状排列，称为极地涡旋，类似于在磁性系统中观察到的旋转涡。更改超晶格组成层厚度允许一个优化旋转区域的特点，并产生完全新的现象，在这些材料中。这些极地涡旋可以显示突发的行为在他们电子、 光学、 磁学和其他的属性，例如一种惯用手 （手），这表明新的属性和材料的潜在应用的可能性。