早(zǎo)在 20 世紀 40 年代(dài), Kittel就提出, 因為晶體(tǐ)各向異(yì)和(hé)相鄰自(zì)旋磁(cí)矩的耦合作用, 磁性材(cái)料中(zhōng)可(kě)能存在不同的(dí)磁疇(chóu)結(jié)構。 當(dāng)晶體各向(xiàng)異量占(zhān)主(zhǔ)導(dǎo)地(dì)位時(shí), 平凡的(dí)磁疇壁 (圖(tú) 1(a)) 會形成全通量閉(bì)合結構(gòu) (圖(tú) 1(b)), 而(ér)當相(xiāng)鄰(lín)磁矩(jǔ)之間的耦合作用超過各向異時, 可能出(chū)現渦(wō)旋(xuán)或(huò)反渦(wō)旋(xuán)狀結構, 如(rú)圖 1(c) 和圖 1(d)。 Mermin將這(zhè)類特殊(shū)疇(chóu)結構定(dìng)義為(wéi)拓撲缺(quē)陷(xiàn), 即(jí)序(xù)參數停(tíng)止(zhǐ)連(lián)續變化(huà)且(qiě)具有(yǒu)低(dī)維奇(qí)異性的區域(yù)。 一般(bān)來講, 鐵磁疇(chóu)壁可歸類為(wéi)二維平凡的(dí)拓撲(pū)缺陷, 而(ér)為(wéi)復雜(zá)的通量閉合(hé)型，渦旋，反(fǎn)渦旋，中心(xīn)疇，磁性(xìng)斯格明子等(děng)結(jié)構可歸類(lèi)為(wéi)準一維非平(píng)凡的(dí)拓(tuò)撲缺陷, 微(wēi)結(jié)構(gòu)如圖(tú) 1(e)—(h) 所(suǒ)示(shì)。 磁性拓(tuò)撲疇結(jié)構的(dí)形成(chéng)主(zhǔ)要是由納米(mǐ)磁(cí)性(xìng)材料的巨大(dà)退磁作用引(yǐn)起的, 這(zhè)種退磁(cí)作用(yòng)使磁(cí)矩旋度增大, 使(shǐ)靜(jìng)磁(cí)能(néng)量降至較(jiào)低。 這(zhè)些納(nà)米尺度的(dí)旋轉(zhuǎn)自(zì)旋(xuán)結構(gòu),特(tè)別是(shì)磁性(xìng)斯(sī)格明子(zǐ), 具有(yǒu)非平凡的真(zhēn)實空間(jiān)拓(tuò)撲結構, 形(xíng)成緊(jǐn)湊和自組織的晶格(gé)形(xíng)式, 滿足經典的Dzyaloshinskii-Moriya 相(xiāng)互作用規(guī)律, 在拓撲保護(hù)下(xià)激(jī)發(fā)，湮(yān)滅和可(kě)控製(zhì)運動(dòng)。 這(zhè)些(xiē)奇(qí)異的特性(xìng)為未(wèi)來的高密度，高速(sù)度，低能(néng)耗信(xìn)息存儲器(qì)件的(dí)核心(xīn)材料應(yīng)用提供(gōng)了(liǎo)巨大的(dí)潛(qián)力。類(lèi)似於磁性(xìng)材料中未成(chéng)對電子(zǐ)形(xíng)成(chéng)的淨(jìng)自旋在(zài)居裏溫(wēn)度(dù)以(yǐ)下(xià)形(xíng)成自(zì)發(fā)磁極化, 在居裏(lǐ)溫度以(yǐ)下, 鐵電材料中晶體對稱性(xìng)畸(jī)變誘導(dǎo)正(zhèng)，負離子(zǐ)相對偏(piān)移從而形(xíng)成電偶極(jí)矩(jǔ), 即自發(fā)鐵(tiě)電極化。 局部有序的自發極化(huà)形成鐵(tiě)電疇結構。 當鐵(tiě)電材(cái)料體(tǐ)係被(bèi)縮小到很小(xiǎo)尺寸低(dī)維鐵(tiě)電體時(shí), 在表麵(miàn)退(tuì)極(jí)化(huà)場(cháng)，應變和靜(jìng)電能(néng)的競爭(zhēng)作用下(xià), 自(zì)發(fā)鐵電極化可能形成(chéng)非(fēi)平凡的(dí)，平(píng)滑(huá)變(biàn)化(huà)的極性(xìng)拓(tuò)撲(pū)疇(chóu)結(jié)構(gòu)。近(jìn)期, 研究人員(yuán)已經從理(lǐ)論預測和(hé)實驗觀察上證(zhèng)實(shí)了在(zài)彈(dàn)，靜電能和梯(tī)度(dù)能相(xiāng)互(hù)作用下(xià), 鐵(tiě)電材料中(zhōng)可(kě)以形成(chéng)尺度小的(dí)極性(xìng)拓(tuò)撲結構, 如(rú)通(tōng)量(liáng)閉合疇結(jié)構，渦旋疇，泡泡(pào)疇和手性(xìng)斯格明(míng)子等(děng),且顯著影(yǐng)響材料的壓電(diàn)，介電，非綫(xiàn)性光學等特(tè)性(xìng)。 本(běn)文將簡要討(tǎo)論鐵(tiě)電(diàn)材料中(zhōng)因尺(chǐ)寸限製(zhì)而(ér)出(chū)現(xiàn)的極性拓撲(pū)結(jié)構(gòu)及其(qí)動(dòng)力(lì)學(xué)問題(tí)。