Investigadores de UC Berkeley realizaron varios experimentos en Argonne
Como dispositivos electrónicosson cada vez más pequeños, los materiales con los que están hechos deben ser más finos. Por eso, los científicos buscan materiales que conserven propiedades electrónicas especiales incluso cuando sean ultrafinos.
Prestan especial atención a los ferroeléctricos,que reducen la energía consumida por dispositivos electrónicos ultrapequeños. Este es el análogo eléctrico de los ferromagnetos, una clase especial de materiales en los que algunos de los átomos están ubicados descentrados. Debido a esto, se produce una carga eléctrica interna espontánea o polarización. Puede cambiar de dirección cuando los científicos someten el material a tensiones externas. Esto abre nuevas perspectivas para la microelectrónica de potencia ultrabaja.
El problema es que el sistema ferroeléctrico convencionalLos materiales pierden polarización interna por debajo de unos pocos nanómetros de espesor. Esto significa que son incompatibles con las tecnologías modernas del silicio. Esto impide la integración de ferroeléctricos en la microelectrónica.
En un nuevo estudio, los científicos decidieronproblema. Descubrieron ferroelectricidad estable en una capa ultrafina de dióxido de circonio de sólo medio nanómetro de espesor. Ese es el tamaño de un único bloque atómico, aproximadamente 200.000 veces más delgado que un cabello humano. El equipo cultivó este material directamente sobre silicio. Descubrieron que la ferroelectricidad aparece en la circona (un material típicamente no ferroeléctrico) cuando se vuelve muy delgada, de aproximadamente 1 a 2 nanómetros de espesor.
Los investigadores también cambiaron la polarización amaterial ultrafino en ambas direcciones utilizando un ligero voltaje. Así demostraron la memoria de trabajo más delgada jamás creada para silicio.
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En la portada: cómo sería un material ferroeléctrico bidimensional.
Crédito: Universidad de California en Berkeley/Suraj Cheema