一张邮票大小的设备能存储一万部高清电影，这项看似科幻的成就，正由我国科学家一项在《科学》期刊上发表的基础研究，逐步变为现实可能。

1月23日，中国科学院物理研究所金奎娟院士、葛琛研究员、张庆华副研究员联合团队在国际顶级期刊《科学》上发表了突破性研究成果。研究团队首次在三维晶体中发现并实现了对“一维带电畴壁”的人工操控，这一发现颠覆了学界对铁电材料结构的传统认知，为下一代信息存储技术带来了从“二维平面”到“一维线”甚至“零维点”的革命性突破。

从“面”到“点”：存储密度有望跃升数百倍

铁电材料被誉为“信息存储的明星材料”，其内部存在无数个类似微小磁针的“电学指南针”，可以用外部电场进行翻转，从而记录“0”和“1”的数字信息。

过去，科学界普遍认为这类材料中划分不同电畴的边界——“畴壁”是二维的“面”。然而，该研究团队在萤石结构氧化锆薄膜中，发现了一种厚度与宽度均仅为0.25纳米（埃米级别）的极限尺寸结构，即一维畴壁。它的尺寸仅相当于人类头发直径的数十万分之一，如同一根极其纤细的“电荷线”。

这项发现的意义在于根本性缩小了信息记录单元。当前商用存储器（如U盘、硬盘）的记录单元是数十纳米级别的“面”；而这项技术将单元缩小到了投影视角下的一个“点”。这意味着理论存储密度可实现指数级提升，预计比现有技术提高数百倍，达到每平方厘米20TB的水平。届时，“邮票存万影”将不再是科幻。

不止于存储：为人工智能芯片开辟新路径

研究的突破性不仅在于发现，更在于首次实现了对这种一维畴壁的人工写入、移动与擦除。通过电子辐照产生局部电场，研究人员能像操作电路开关一样精确控制这些“电荷线”，为开发新型可控电路器件迈出了关键一步。

这项基础研究的深远影响远超存储领域。它揭示了铁电材料中极化翻转与离子迁移的内在耦合机制，为在一个物理器件中同时实现超高密度信息存储和高效的类脑计算（存算一体）提供了可能。

研究团队专家指出，这项研究为开发具有极限密度的人工智能器件载体奠定了全新的科学基础。未来，基于此原理的芯片，可能同时承担起海量数据存储和高速智能处理的双重任务，对推动下一代人工智能硬件的发展具有重要价值。