香港理工大学，Nature！

本文以A位层有序钙钛矿NaNdMgWO₆为研究对象，旨在探索在无外部边界约束条件下，块体铁电体中自发形成高度有序拓扑极性晶体的可能性。研究背景指出，拓扑相虽有望成为微型稳健信息载体，但通常需依赖非平衡条件或外部约束才能稳定，尤其在铁电体中，其应用受到限制。研究目的旨在突破这一瓶颈，通过先进扫描透射电子显微镜和第一性原理计算，在实空间观测并解析一类新型极性拓扑结构。研究结论表明，在NaNdMgWO₆中成功发现了周期低至4纳米的二维极性刺猬涡旋晶体，该结构以自发结晶的形式稳定存在，其物理本质源于同相与反相八面体旋转的协同组装，并由混合非本征铁电性支撑。理论计算揭示，描述八面体旋转的声子交换相互作用是这一偶极拓扑结构形成的主要驱动力。该发现不仅澄清了层有序钙钛矿中超结构的起源，还为设计超越钙钛矿体系的非平凡结构与功能性提供了可行框架。