カリフォルニア大学バークレー校の研究者はアルゴンヌ大学でいくつかの実験を実施
電子機器として小型化が進んでいると、その素材もより薄くならなければなりません。そのため科学者たちは、極薄であっても特別な電子特性を保持する材料を探しています。
彼らは強誘電体に特別な注意を払っています。超小型電子機器の消費電力を削減します。これは強磁性体の電気的類似物であり、一部の原子が中心から外れて位置する特殊な種類の材料です。このため、自発的な内部電荷または分極が発生します。科学者が材料に外部ストレスを与えると、方向が変わる可能性があります。これにより、超低電力マイクロエレクトロニクスの新たな可能性が開かれます。
問題は、従来の強誘電体材料は、厚さが数ナノメートル未満になると内部分極を失います。これは、最新のシリコン技術と互換性がないことを意味します。これにより、強誘電体のマイクロエレクトロニクスへの統合が妨げられます。
新しい研究で科学者たちは次のように結論付けた問題。彼らは、厚さわずか0.5ナノメートルの二酸化ジルコニウムの極薄層に安定した強誘電性を発見した。これは原子の構成要素 1 つ分の大きさで、人間の髪の毛の約 20 万分の 1 の細さです。チームはこの材料をシリコン上に直接成長させました。彼らは、通常は非強誘電体であるジルコニアが非常に薄くなり、厚さが約 1 ～ 2 ナノメートルになると、強誘電性が現れることを発見しました。
研究者らはまた、偏光を次のように切り替えました。わずかな電圧を使用して極薄材料を両方向に加工します。これは、これまでにシリコンで作成された中で最も薄いワーキングメモリを実証した方法です。
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表紙: 2 次元の強誘電体がどのように見えるか。
クレジット: UC バークレー/Suraj Cheema