Výzkumníci UC Berkeley provedli několik experimentů v Argonne
Jako elektronická zařízeníjsou stále menší, materiály, ze kterých jsou vyrobeny, musí být tenčí. Vědci tedy hledají materiály, které si zachovávají speciální elektronické vlastnosti, i když jsou ultratenké.
Zvláštní pozornost věnují feroelektrikám,které snižují spotřebu energie ultramalými elektronickými zařízeními. Toto je elektrická analogie feromagnetik, speciální třídy materiálů, ve kterých jsou některé atomy umístěny mimo střed. Z tohoto důvodu dochází k spontánnímu vnitřnímu elektrickému náboji nebo polarizaci. Může změnit směr, když vědci vystaví materiál vnějšímu namáhání. To otevírá nové vyhlídky pro mikroelektroniku s velmi nízkou spotřebou.
Problém je v tom, že konvenční feroelektrikamateriály ztrácejí vnitřní polarizaci pod tloušťkou několika nanometrů. To znamená, že nejsou kompatibilní s moderními silikonovými technologiemi. To zabraňuje integraci feroelektrik do mikroelektroniky.
V nové studii rozhodli vědciproblém. Objevili stabilní feroelektřinu v ultratenké vrstvě oxidu zirkoničitého o tloušťce pouze půl nanometru. To je velikost jednoho atomového stavebního bloku, asi 200 000krát tenčí než lidský vlas. Tým vypěstoval tento materiál přímo na křemíku. Zjistili, že feroelektřina se objevuje v oxidu zirkoničitém - typicky neferoelektrickém materiálu - když se stává velmi tenkým, asi 1-2 nanometry na tloušťku.
Vědci také přepnuli polarizaci naultratenký materiál v obou směrech pomocí mírného napětí. Takto předvedli nejtenčí pracovní paměť, která kdy byla pro křemík vytvořena.
Přečtěte si více:
NASA odhalila původ Haumea – nejzáhadnější planety sluneční soustavy
Živé organismy učinily Mars neobyvatelným
Játra mohou fungovat více než 100 let: vědci řekli, jak je to možné
Na obálce: jak by mohl vypadat dvourozměrný feroelektrický materiál.
Kredit: UC Berkeley/Suraj Cheema