香港理工大学，重磅Nature！

背景：拓扑相通常由拓扑不变量表征，被视为区别于常规相的特殊物质状态，有望作为稳定信息载体。但在铁电材料中，实现体相高度有序的拓扑极性晶体极具挑战，因其通常需界面束缚电荷产生的退极化场来平衡弹性能与梯度能，且主要局限于低维体系。研究目的：受磁性体系中自旋交换相互作用可稳定体相拓扑结构的启发，研究者探索在A位层状有序钙钛矿中是否存在类似机制，用以稳定极性偶极拓扑结构，从而突破维度限制，在体相铁电体中实现本征极性拓扑晶体。结论：本研究在NaLnMgWO₆（Ln为La、Ce等）系列A位层状有序钙钛矿中，通过亚埃级STEM表征与第一性原理计算，首次观测到由声子交换相互作用驱动的本征极性涡旋晶体。该驱动机制源于反铁畸变声子带之间的交换相互作用，通过杂化非本征铁电性诱导形成二维极性“刺猬”晶格。这一发现开辟了基于交换相互作用探索体相铁电体极性织构的新路径，模糊了铁电体与铁磁体间的传统边界，并为设计更复杂的多铁性拓扑结构及实现功能应用提供了新方向。