随着人工智能、大数据、物联网和5G通讯技术的飞速发展，我们正面临一个数据量爆炸式增长的时代。这一趋势对存储器的性能提出了前所未有的高要求。为了满足这些需求，发展具有快速读写、低功耗、非易失性和大容量特性的新型存储器已成为全球技术发展的重要趋势。当前，我国对存储芯片的需求巨大，且在很大程度上依赖于进口，进口额在2021年已达到原油进口额的1.7倍。随着数据量的持续增长，这种依赖性将变得更加严重。同时，传统的硅基存储技术正接近其物理极限，摩尔定律的失效使得这一挑战更加严峻。在此背景下，发展新型、高性能的存储器件成为了迫切的需求。针对该问题，本团队基于高通量计算的材料设计，借助于原子尺度精细制备，开展了新型磁电信息功能材料的研发工作，并借助于先进透射电子显微学，揭示了新材料的高性能机理。例如，借助基于机器学习的深度势能理论研究，研究设计了铁电-非铁电相界面调控的La掺杂薄膜，获得了铁电剩余极化翻倍、矫顽场降低30%的优异综合性能。尤其是，所提出的“相界面工程”策略为发展低功耗、高可靠性的HfO₂基铁电存储器提供了新的材料设计方向，具有重要的科学意义与应用价值；此外，研究发展了(HfO₂)_n/(ZrO₂)_n超晶格薄膜材料，获得超过10⁹的稳定铁电极化翻转以及低至~0.85 MV/cm的矫顽场强，为低功耗铁电器件的构筑奠定了基础。研究发展的新型磁电信息功能材料为下一代存储与逻辑器件提供了优异材料基础。相关成果在《Nature Communications》、《Advanced Materials》、《Physical Review Letters》和《Journal of the American Chemical Society》等一流杂志上发表学术论文10篇，申请国家发明专利2项。