UC Berkeley-forskare genomförde flera experiment vid Argonne
Som elektroniska enheterblir mindre måste materialen som de är gjorda av vara tunnare. Så forskare letar efter material som behåller speciella elektroniska egenskaper även när de är ultratunna.
De ägnar särskild uppmärksamhet åt ferroelektrik,som minskar strömförbrukningen av ultrasmå elektroniska enheter. Detta är den elektriska analogen av ferromagneter, en speciell klass av material där några av atomerna är placerade utanför centrum. På grund av detta uppstår en spontan intern elektrisk laddning eller polarisering. Det kan ändra riktning när forskare utsätter materialet för yttre påfrestningar. Detta öppnar nya möjligheter för mikroelektronik med ultralåg effekt.
Problemet är att konventionella ferroelektriskamaterial förlorar intern polarisation under några nanometers tjocklek. Detta betyder att de är oförenliga med modern kiselteknologi. Detta förhindrar integrering av ferroelektrik i mikroelektronik.
I en ny studie beslutade forskarnaproblem. De upptäckte stabil ferroelektricitet i ett ultratunt lager av zirkoniumdioxid endast en halv nanometer tjockt. Det är storleken på en enda atomär byggsten, cirka 200 000 gånger tunnare än ett människohår. Teamet odlade detta material direkt på kisel. De upptäckte att ferroelektricitet uppträder i zirkoniumoxid - ett typiskt icke-ferroelektriskt material - när det blir mycket tunt, cirka 1-2 nanometer i tjocklek.
Forskarna bytte också polariseringen tillultratunt material i båda riktningarna med en lätt spänning. Så här visade de det tunnaste arbetsminnet som någonsin skapats för kisel.
Läs mer:
NASA avslöjade ursprunget till Haumea - den mest mystiska planeten i solsystemet
Levande organismer har gjort Mars obeboelig
Levern kan arbeta i mer än 100 år: forskare berättade hur detta är möjligt
På omslaget: hur ett tvådimensionellt ferroelektriskt material kan se ut.
Kredit: UC Berkeley/Suraj Cheema