采用原子层沉积（ALD）技术在250°C的沉积温度下在硅衬底上生长1 nm至10 nm厚度不等的TiO_₂薄膜，并加以350°C的快速热退火。研究人员在3nm以下的薄膜中获得稳定的铁电相。即使薄膜厚度降至1纳米（约为晶胞尺寸的两倍），其铁电性与晶体结构仍能保持稳定。

      SHG（Second Harmonic Generation）测量提供了其宏观极化的直接证据。在厚度小于3 nm的TiO_₂薄膜中观测到了强烈的SHG信号。1 nm厚TiO_₂的面内极化SHG信号甚至超过了8.2 nm厚的传统铪锆氧（HZO）薄膜，展现出了其优异的极化强度。

       实验证实，TiO_₂薄膜的铁电性不依赖于沉积衬底的结晶度，即使在硅衬底或非晶表面（如非晶SiO_₂和非晶碳膜）上，也能形成稳定的铁电相。

       TiO_₂铁电体将成为HfO_₂材料的有力竞争者，将为构建原子级非易失性存储器、逻辑器件及神经形态计算硬件提供高兼容性的新选择。

       以上成果由加州大学伯克利分校Sayeef Salahuddin等人于2026年3月5日在SCIENCE上发表：KOUSHIK DAS, et al. Ferroelectricity in atomic-scale titanium dioxide dielectric films. Science, 2026,  392(6795): 280-284. DOI: 10.1126/science.aec9417. https://www.science.org/doi/10.1126/science.aec9417

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