美国某大学领导了一项合作，通过将合适的材料汇集在一起，首次使用电压来打开和关闭材料的晶体对称性，从而控制其电子、光学和其他特性——这一发现将对构建未来的存储器和逻辑器件产生深远影响，通过利用铁氧铋和钪铽两种材料进行原子排列，该技术将成为可能。

“我们喜欢在不同的材料之间安排一场拳击比赛，这些材料相互竞争，在它们的界面上，它们正在进行一场很好的斗争。我们使每种材料只有几个原子层的厚度，这样它们可以对彼此产生很大的影响，然后对这些层的厚度进行微调，使其均匀匹配。当两个层都不占主导地位并且受到其他材料的显著干扰时，有趣的事情就会发生。通过设置这种挫折感，这场拔河或拳击比赛，出现的现象变成了对称性的电气控制，这是前所未闻的，我们对此非常兴奋。”科学家们解释说。

科学家们利用分子束外延技术制作了一个由铋铁氧体（一种已知材料中极化率最高的铁电体）和钪铽（非铁电体）交替组成的夹层。该大学和其他大学合作，使用了另一所大学的电子显微镜像素阵列探测器，这种仪器能够以创纪录的分辨率观察原子——来了解层间夹层的原子结构及其极性和非极性相。“要对这种材料进行有力的成像是相当困难的，因为当原子没有沿着一列完美排列时，就会出现系统性的伪影。我们必须使用这种电子显微镜开发一种新的成像模式，以将结构信息与这些误差分离。”

这种对称性的控制是一个重要特征，因为它们原子的特定排列决定了所有固体材料的行为。反转对称性本质上是一个物体的特征，它可以在不改变其属性的情况下由内向外翻转。“通常，对称性会影响属性。因此，能够用电场控制对称性真的很强大。”科学家们解释说。

“它会影响逻辑和存储器领域的低功耗微电子技术，因为当你关闭电压时，这些东西不会忘记，它是非易失性的。所以它会醒来，并确切地知道它处于什么状态。”铋铁氧体通常是绝缘体，但向超晶格施加电场会使其电阻率变化五个数量级，就可以使其变成导体。该技术还可以使材料的非线性光学响应发生超过三个数量级的变化，并可以消除其偏振。