研究人員在二維蛭石中發現了鐵電性，從而提高了液晶的電場響應性，為創新型大規模顯示器鋪平了道路。應用廣泛的電光液晶（LC）裝置是資訊社會的基石，它可以連續、動態地調節光強度、偏振和相位延遲。一種古老的理論觀點提出，具有極大幾何各向異性和固有電偶極子的液晶材料極有希望能提高液晶的電場響應性。

顯示干涉色的二維蛭石LC 偏振光學影像。

然而，無論是商用有機液相層析分子或研發的液相層析奈米材料都不符合上述兩個先決條件，而且迄今為止還沒有關於這種液相層析的報告。就目前而言，這種液相層析是否存在以及其電場響應度的上限是液相層析界尚未解決的問題。

針對這些問題，清華大學深圳研究生院劉碧錄教授領導的研究團隊首次揭示了具有百年歷史的黏土礦物蛭石在單層極限下的鐵電性。二維蛭石具有極大的幾何各向異性，鐵電性賦予其內在的電偶極子。

將二維蛭石分散在去離子水中，研究團隊製備出了含有二維鐵電分子的低密度聚乙烯分散體。它的電場響應性（即克爾係數）將克爾係數的記錄值提高了一個數量級。

考慮到二維蛭石低電平代表了一類新型的二維鐵電材料無機各向同性低電平，這項工作提供的物理啟示，如低電平材料的響應度和幾何各向異性之間的關係，對其他潛在的類似低電位具有普遍意義。

a) 二維蛭石的AFM 影像。 b) 二維蛭石的PFM 振幅圖。 c) 二維蛭石的PFM 相圖。

電場響應性的突破實現了超低工作電場，並製造出電極間距僅為英寸級的電光液晶器件，而這在以前是不切實際的。研究人員還製作了一個具有英寸級像素的大型節能可顯示廣告牌原型，用於戶外互動場景，可透過智慧型手機軟體或人類手勢控制廣告看板上的字母和數字。

“在科學上，我們給出了一種新的策略來設計具有靈敏電場響應性的先進無機低電平或類低電平系統。關鍵是從層狀體中製備出二維鐵電材料分散體。

編譯來源：ScitechDaily