铁电量子相变附近的前景与应用

在零温相变邻域涌现的复杂而迷人的量子物质态表明，应在多种环境中研究此类量子现象。未来的先进技术可能由这样的材料制造：其中电荷、自旋和电流的协同行为可在低温下被操控。位移型铁电体的传播晶格动力学使其对量子临界现象的研究具有吸引力，该现象以依赖空间和时间的数量为特征。在这篇关键问题文章中，我们旨在提供铁电体在量子相变附近的自我包含概述。与多数磁情形不同，铁电量子临界点可在实验上调节至位于、高于或低于其上临界维度；这一特征允许利用标度和自洽场模型进行实验与理论的详细相互作用。经验上，铁电体居里温度对外压与化学压力的敏感性提供了对数百开尔文范围内广泛温度行为的实际调控途径。可系统性地添加并表征诸如电荷与自旋的额外自由度。卫星存储器、电热冷却和低损耗相控阵雷达是低温铁电体的可能应用。我们以未来研究的开放问题结束，包括织构化极化态和理论上尚待理解的反常超导形式。