UC Berkeley-forskere utførte flere eksperimenter ved Argonne
Som elektroniske enheterblir mindre, må materialene de er laget av være tynnere. Så forskere leter etter materialer som beholder spesielle elektroniske egenskaper selv når de er ultratynne.
De legger spesiell vekt på ferroelektrikk,som reduserer strømforbruket av ultrasmå elektroniske enheter. Dette er den elektriske analogen til ferromagneter, en spesiell klasse materialer der noen av atomene er plassert utenfor sentrum. På grunn av dette oppstår en spontan intern elektrisk ladning eller polarisering. Det kan endre retning når forskere utsetter materialet for ytre stress. Dette åpner for nye muligheter for ultra-lav-effekt mikroelektronikk.
Problemet er at konvensjonelle ferroelektriskematerialer mister intern polarisering under noen få nanometer i tykkelse. Dette betyr at de er inkompatible med moderne silisiumteknologier. Dette forhindrer integrering av ferroelektrikk i mikroelektronikk.
I en ny studie bestemte forskerneproblem. De oppdaget stabil ferroelektrisitet i et ultratynt lag av zirkoniumdioksid bare en halv nanometer tykt. Det er på størrelse med en enkelt atomær byggestein, omtrent 200 000 ganger tynnere enn et menneskehår. Teamet dyrket dette materialet direkte på silisium. De oppdaget at ferroelektrisitet vises i zirkoniumoksid - et typisk ikke-ferroelektrisk materiale - når det blir veldig tynt, omtrent 1-2 nanometer i tykkelse.
Forskerne byttet også polarisasjonen tilultratynt materiale i begge retninger ved hjelp av en liten spenning. Slik demonstrerte de det tynneste arbeidsminnet som noen gang er laget for silisium.
Les mer:
NASA avslørte opprinnelsen til Haumea - den mest mystiske planeten i solsystemet
Levende organismer har gjort Mars ubeboelig
Leveren kan fungere i mer enn 100 år: forskere fortalte hvordan dette er mulig
På omslaget: hvordan et todimensjonalt ferroelektrisk materiale kan se ut.
Kreditt: UC Berkeley/Suraj Cheema