UC Berkeley-forskere udførte flere eksperimenter ved Argonne
Som elektronisk udstyrbliver mindre, skal materialerne, de er lavet af, være tyndere. Så forskere leder efter materialer, der bevarer særlige elektroniske egenskaber, selv når de er ultratynde.
De er særligt opmærksomme på ferroelektrik,som reducerer strømforbruget af ultrasmå elektroniske enheder. Dette er den elektriske analog af ferromagneter, en særlig klasse af materialer, hvor nogle af atomerne er placeret off-center. På grund af dette opstår der en spontan intern elektrisk ladning eller polarisering. Det kan ændre retning, når videnskabsmænd udsætter materialet for ekstern stress. Dette åbner op for nye perspektiver for ultra-lav-effekt mikroelektronik.
Problemet er, at konventionelle ferroelektriskematerialer mister intern polarisering under nogle få nanometer i tykkelse. Det betyder, at de er uforenelige med moderne siliciumteknologier. Dette forhindrer integration af ferroelektrik i mikroelektronik.
I en ny undersøgelse besluttede forskerneproblem. De opdagede stabil ferroelektricitet i et ultratyndt lag af zirconiumdioxid kun en halv nanometer tykt. Det er på størrelse med en enkelt atomisk byggesten, omkring 200.000 gange tyndere end et menneskehår. Holdet dyrkede dette materiale direkte på silicium. De opdagede, at ferroelektricitet optræder i zirconia - et typisk ikke-ferroelektrisk materiale - når det bliver meget tyndt, omkring 1-2 nanometer i tykkelse.
Forskerne skiftede også polariseringen tilultratyndt materiale i begge retninger ved hjælp af en lille spænding. Sådan demonstrerede de den tyndeste arbejdshukommelse, der nogensinde er skabt til silicium.
Læs mere:
NASA afslørede oprindelsen af Haumea - den mest mystiske planet i solsystemet
Levende organismer har gjort Mars ubeboelig
Leveren kan arbejde i mere end 100 år: videnskabsmænd fortalte, hvordan dette er muligt
På omslaget: hvordan et todimensionelt ferroelektrisk materiale kan se ud.
Kredit: UC Berkeley/Suraj Cheema