清華大學深圳國際研究生院的研究人員在二維蛭石（vermiculite）中首次發現了鐵電性，這種材料在單層極限下具有極大的幾何各向異性和固有的電偶極矩。這一發現不僅提升了液晶（LC）的電場響應性，還爲創新的大規模顯示器技術鋪平了道路。
液晶器件在信息社會中扮演著核心角色，能夠連續且動態地調節光強度、偏振和相位延遲。然而，迄今爲止，商業有機LC分子和研發中的LC納米材料都未能同時滿足具有極大幾何各向異性和固有電偶極矩的要求。
研究團隊通過將二維蛭石分散在去離子水中，制備了一種具有二維鐵電組分的LC分散體系。這種材料的電場響應性，即克爾系數，提高了LC材料的記錄值一個數量級。
這項技術突破使得操作電場極低，且能夠制造出電極間隔爲英寸級的電光LC器件，這在以前是不現實的。研究人員已經爲戶外互動場景制造了一個大規模、能效高的原型展示牌，其英寸級像素可以通過智能手機軟件或人體手勢控制來顯示字母和數字。
從科學角度來看，這項研究爲設計具有敏感電場響應性的先進無機LC或類似LC系統提供了新策略。關鍵在于從層狀塊體制備二維鐵電材料分散體系。此外，這項研究還爲可擴展生産和實際應用範德華鐵電材料帶來了新的機遇。
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參考資料：DOI： 10.1093/nsr/nwae108
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