理论上，通量全闭合铁电畴结构可带来超高密度的信息存储功能及其他奇异性能。经过近三十年的研究和探索，这种畴结构在铁电材料中仍然没有被实验所观察到。其主要困难在于，铁电材料中通量全闭合结构必将导致巨大的晶格应变。如何突破铁电极化与晶格自发应变的相互制约，实现极化反转与晶格应变的有效调控，获得有望应用于超高密度信息存储的结构单元，是当今铁电材料领域面临的一个重大科学难题。针对铁电PbTiO₃薄膜畴结构的应变调控问题，课题组与美国田纳西大学(University of Tennessee)的Stephen J. Pennycook教授、美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的Albina Y. Borisevich教授合作，开展了关于PbTiO₃薄膜畴结构的应变调控问题及其像差校正电子显微探索工作；在PbTiO₃/SrTiO₃多层膜中发现了通量全闭合畴结构以及由顺时针和逆时针闭合结构交替排列所构成的大尺度周期性阵列，相关结果已在美国《科学》周刊发表(Science, 348, 547–551 (2015))；持续的合作探索也正在深入。

　　针对初步取得的铁电PbTiO₃薄膜畴结构应变调控结果，课题组与乌克兰国家科学院(National Academy of Science of Ukraine)的Anna N. Morozovska教授合作，利用经典唯象理论Landau-Ginsburg-Devonshire (LGD)对PbTiO₃/SrTiO₃多层膜畴结构和应变分布问题展开了深入的研究和探索，深入揭示了薄膜中巨大的弹性应变和应变梯度，对其潜在的新颖功能性进行了讨论，如弯电效应及其对其他材料性能的影响(Science, 348, 547–551 (2015))；持续的合作探索也正在深入。

　　Tang Y. L., Zhu Y. L., Ma X. L., Borisevich A. Y., Morozovska A. N., Eliseev E. A., Wang W. Y., Wang Y. J., Xu Y. B., Zhang Z. D., and Pennycook S. J. Observation of a periodic array of flux-closure quadrants in strained ferroelectric PbTiO₃ films. Science 348, 547–551 (2015).