南京大学研究团队近期在铁电材料领域取得重要进展，成功利用钛酸钡（BaTiO₃）薄膜实现了微米级中心收敛铁电拓扑结构，为光场调控提供了新方法。该研究成果发表于《自然·纳米技术》，由聂月峰教授、张勇教授及孙浩英博士等合作完成。

铁电材料的拓扑结构通常因尺寸限制难以匹配激光模式，影响其在光学技术中的应用。南京大学团队通过优化BaTiO₃薄膜的应变状态，制备出具有特殊极化纹理的微米级结构。聂月峰表示：“这项工作始于对独立氧化物膜中极性纳米域的意外发现。孙浩英博士在实验中观察到微米级结构后，我们通过系统设计实现了可控制备。”

研究团队与光学专家张勇教授合作，验证了该结构对光场的调控能力。张勇指出：“这种极性拓扑结构为涡旋光场的产生和操控提供了理想平台。”实验表明，圆顶形拓扑结构可通过应变松弛诱导的二维到三维转变形成，并利用挠曲电场稳定非平凡极化状态。孙浩英解释：“这一方法突破了传统外延技术的限制，实现了新的极化拓扑构型。”

该研究的另一关键进展是使拓扑结构与激光波长尺寸匹配，成功调制光场的轨道角动量。张勇表示：“涡旋光场的信息编码能力有望提升光通信和存储系统的性能。”聂月峰补充，团队未来将探索更高效率的光场调制，并扩展该方法至其他材料体系。

更多信息： Haoying Sun 等，《BaTiO 3纳米膜中的铁电拓扑结构用于光场操控》，《自然纳米技术》(2025)。期刊信息： 《自然纳米技术》