新型二维铁电材料铁电畴结构的调控研究获进展

新型二维铁电材料铁电畴结构的调控研究获进展

来源：苏州纳米技术与纳米仿生研究所

近日，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员康黎星团队与中国人民大学教授季威团队、南方科技大学副教授林君浩团队、松山湖材料实验室副研究员韩梦娇合作，在新型二维铁电材料铁电畴结构的调控方面取得进展。该团队发现了一种具有室温本征面内铁电极化的新型二维材料Bi2TeO5，并观测到由插层铁电畴壁诱导的铁电畴大小、形状调控机制以及由此产生的铁电相到反铁电相的转变。科研人员采用CVD法合成新型的超薄室温二维铁电材料Bi2TeO5，通过压电力显微测（PFM）证实该材料存在面内的铁电畴结构，结合电子衍射及原子尺度的能谱分析和第一性原理计算结果对其结构进行解析，结合像差校正透射电镜对亚埃尺度的离子位移进行分析。对Bi2TeO5中畴结构的进一步研究发现，样品中存在大量的条状畴结构。原子尺度结构分析和计算结果表明，由于Bi/Te插层的存在，有效降低了畴壁的应变能，从而使得180°畴壁的条状畴能够稳定。研究表明，通过调控前驱体中Bi2O3和Te的比例可以有效实现180°铁电畴宽度的调控及实现铁电-反铁电相的反转。此外，Bi/Te插层的引入除了能够改变铁电畴的大小，同时可以对畴壁的方向进行调控。

本研究对Bi2TeO5室温面内铁电性的报道丰富了本征二维铁电材料体系。原子插层作为新的调控单元对铁电畴大小及方向的调控，以及由此产生的铁电-反铁电相变，为二维铁电材料畴结构及相结构的调控提供了新思路，并为在未来纳米器件领域的应用奠定了新的材料基础。相关研究成果以Continuously tunable ferroelectric domain width down to the single-atomic limit in bismuth tellurite为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。

脑智卓越中心等发现全身麻醉对睡眠核心网络的调控规律

来源：脑科学与智能技术卓越创新中心

12月3日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）研究员徐敏团队与复旦大学附属华山医院麻醉科教授王英伟团队合作在Advanced Science上在线发表题为Divergent Neural Activity in the VLPO during Anesthesia and Sleep的研究论文。该研究采用微型荧光显微成像和药理遗传等技术，发现全身麻醉对睡眠控制关键核团vLPO（ventrolateral preoptic nucleus）的促睡眠神经元和促觉醒神经元均主要发挥抑制作用。该研究揭示了全身麻醉与睡眠过程中vLPO神经元活动的异质性，为理解全身麻醉与睡眠是否共享相似神经环路提供了新的线索。

以往研究通常采用基于早期即刻基因（cFos）的研究手段，这些基于cFos的技术缺乏对神经活动在精细时间尺度上的刻画，仅能粗略地反映一段时间内的神经活动，这可能是导致前人研究得出与当前工作不一致结论的原因。为进一步探讨这一问题，研究人员采用基于cFos的TRAP工具小鼠，分别重激活觉醒TRAP神经元和睡眠TRAP神经元，发现二者对异氟烷介导的麻醉具有类似调制作用。这一结果进一步指出了前人研究的局限性，即激活vLPO神经元对麻醉的调制作用可能并不依赖于被激活神经元是否在睡眠或觉醒期活跃。

目前学界对vLPO是否参与调控全麻机制的结论并不一致，该研究首次揭示不同分子靶点的全麻药物倾向于招募同一群vLPO的GABA神经元发挥麻醉作用。另一方面，研究发现全身麻醉对vLPO各类神经元均发挥着抑制为主部分激活的双向调控作用，而与其在睡眠觉醒周期中所发挥的促睡眠与促觉醒作用无关，表明全身麻醉与睡眠并不像传统所认为的那样共享神经环路机制，为深入解析vLPO调控全麻作用机理提供了新的实验依据。

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