鈣鈦礦型鐵電氧化物具有外場可控的極化，可作為信息存儲(chǔ)和邏輯器件。拓?fù)錁O化結(jié)構(gòu)自身的拓?fù)浔Ｗo(hù)性，使其在信息處理、傳輸、存儲(chǔ)等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。然而，鐵電材料中的極化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般都包含本體對(duì)稱性不允許的連續(xù)極化旋轉(zhuǎn)。如何突破鐵電極化與晶格應(yīng)變的相互制約，實(shí)現(xiàn)極化反轉(zhuǎn)與晶格應(yīng)變的有效調(diào)控，獲得有望用于超高密度信息存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)單元，是當(dāng)今鐵電材料領(lǐng)域面臨的一個(gè)基礎(chǔ)性科學(xué)難題?！　?p>2015年，馬秀良研究團(tuán)隊(duì)利用具有亞埃尺度分辨能力的像差校正電子顯微術(shù)，在超薄PbTiO3鐵電薄膜中不僅發(fā)現(xiàn)通量全閉合疇結(jié)構(gòu)及其新奇的原子構(gòu)型圖譜，而且觀察到由順時(shí)針和逆時(shí)針閉合結(jié)構(gòu)交替排列所構(gòu)成的大尺度周期性陣列(Science 2015)。在此基礎(chǔ)上，美國伯克利國家實(shí)驗(yàn)室Ramesh院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組發(fā)現(xiàn)了具有渦旋特征的通量全閉合結(jié)構(gòu)(Nature 2016)以及與唐云龍博士合作發(fā)現(xiàn)了斯格明子晶格(Nature 2019)。最近，馬秀良研究團(tuán)隊(duì)又相繼在鐵電材料中發(fā)現(xiàn)半子及半子晶格(Nature Materials 2020)以及周期性電極化波(Science Advances 2021)?！　?p>針對(duì)鐵電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)目前的研究現(xiàn)狀、未來發(fā)展方向、科學(xué)研究的原動(dòng)力、電子顯微技術(shù)的作用、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的再認(rèn)識(shí)、新材料的探索等諸多話題，2021年5月，馬秀良研究員和Ramesh院士同時(shí)接受了自然指數(shù)（Nature Index）的視頻專訪。該訪談的簡要內(nèi)容于2021年7月1日刊登在《自然》（Nature）上?！　?p>2014年11月開始發(fā)布的自然指數(shù)（Nature Index）是依托于具有重要影響力的國際學(xué)術(shù)期刊，統(tǒng)計(jì)各高校、科研院所（國家）在國際上最具影響力的研究型學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文信息的數(shù)據(jù)庫。自然指數(shù)現(xiàn)已發(fā)展成為國際公認(rèn)的，能夠衡量機(jī)構(gòu)、國家和地區(qū)在科學(xué)領(lǐng)域的高質(zhì)量研究產(chǎn)出與合作情況的重要指標(biāo)，在全球范圍內(nèi)具有一定的影響力。

(a) 斯格明子中的三維極化示意圖；(b)會(huì)聚型和發(fā)散型半子交替排列所形成的周期性半子晶格示意圖。