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本研究背景在于纤锌矿结构Al1−xScxN铁电体具有高极化强度和热稳定性，在非易失性存储器中极具潜力，但传统物理范式难以解释其超大剩余极化，且阳离子取代降低翻转能垒的原子机制不明确。研究目的旨在通过球差校正透射电子显微镜等先进技术，揭示Sc原子分布如何影响极化翻转动力学。结论表明，Sc取代诱导阳离子层间化学有序，形成交替的原子偶极层结构；原位成像直接捕捉到非集体、逐步的极化翻转过程，中间态和局部间距波动源于组分不均匀性，产生多个低能垒瞬态，从而降低翻转能垒。研究发现，非协调路径的翻转能垒仅为集体路径的三分之一，Sc团簇打破对称性产生的亚稳态是实现低场快速翻转的关键。该研究将原子尺度偶极结构与极化翻转动力学联系起来，为纤锌矿铁电体的合理设计提供了新途径。