近期，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心馬秀良研究團隊澄清了斯格明子的臨界尺寸問題。這一結果是繼發現通量全閉合、麥紉、電偶極子波之后，該團隊在有關鐵電材料拓撲疇組態方面的又一項重要突破，為與鐵磁材料類比的結構特性增添了新的實質性內容，并為探索以鐵電薄膜為基礎的電子器件提供了新的參考和借鑒。6月8日，相關研究成果以Absence of critical thickness for polar skyrmions with breaking the Kittel’s law為題，在線發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。
進入后摩爾時代，電子器件的設計和制造所面臨的臨界尺寸問題變得尤為重要。特別是在信息存儲領域，鐵電薄膜的臨界厚度問題備受關注。此前研究認為鐵電性在鐵電薄膜的臨界厚度以下便會減弱甚至消失。然而，近來的精密實驗證明某些鐵電薄膜幾乎不存在臨界厚度限制，如一個單胞厚度的BiFeO3薄膜。這一發現激發了科學家對新型極性拓撲結構臨界厚度問題研究的進一步想象。因此，明晰斯格明子的臨界厚度問題對于以斯格明子為基礎的電子器件的設計和研發具有重要意義。?
本研究不僅證實了著名的Kittel定律在含有斯格明子的超薄PbTiO3/SrTiO3超晶格中是不成立的，而且發現了斯格明子可以保持在兩個單胞厚的PbTiO3/SrTiO3超晶格和雙層膜中。實驗和理論結果均表明，超晶格中斯格明子周期(d)和單一PbTiO3層的厚度(h)服從雙曲函數d = Ah+B/h，而不是之前認知的平方根定律。相場分析表明，異常的周期-厚度關系主要取決于塊體能、彈性能、靜電能和梯度能之間的相互競爭。該工作澄清了自九十年代以來鐵電材料領域關注的拓撲結構臨界尺寸研究的重要的基礎性科學問題。?
該成果進一步完善了鐵電材料中拓撲疇的內涵，揭示了極化體系中斯格明子的極限尺寸問題，對設計和研發基于鐵電材料的信息存儲等功能的電子器件具有重要意義。同時，極限尺寸下的拓撲結構以時空間的形式出現，表明具有亞埃尺度分辨能力的像差校正透射電子顯微術是科學家認識物質結構和自然規律的有力工具。?