Технології

Створено найтонший фероелектричний матеріал: він в 200 000 разів тонше волосини

Вчені зафіксували сегнетоелектрику в субнанометрових бінарних оксидних плівках на кремнії. Це знизить споживання енергії для обчислень.

Співробітники Каліфорнійського університету в Берклі провели кілька експериментів в Аргонській національній лабораторії Міністерства енергетики США. Вони створили найтонший з коли-небудь відомих сегнетоелектриків. Це вирішує дві важливі проблеми в галузі фероелектричного матеріалознавства.

У міру того, як електронні пристрої стають все менше, матеріали, з яких вони виготовлені, повинні бути все тонше. Тому вчені шукають матеріали, які зберігають особливі електронні властивості, навіть якщо вони надтонкого розміру.

Особливу увагу вони приділяють сегнетоелектрикам, які знижують потужність, споживану надмалими електронними пристроями. Це електричний аналог феромагнетиків – особливого класу матеріалів, в яких деякі атоми розташовані не по центру. Через це відбувається спонтанний внутрішній електричний заряд або поляризація. Вона може змінити напрямок, коли вчені піддають матеріал зовнішній напрузі. Це відкриває нові перспективи для над малопотужної мікроелектроніки.

Проблема полягає в тому, що звичайні сегнетоелектричні матеріали втрачають внутрішню поляризацію при товщині нижче декількох нанометрів. А, значить, несумісні з сучасними кремнієвими технологіями. Це заважає інтегрувати сегнетоелектрики в мікроелектроніку.

В рамках нового дослідження вчені вирішили проблему. Вони виявили стабільну сегнетоелектрику в ультратонкому шарі діоксиду цирконію товщиною всього в половину нанометра. Це розмір одного атомного будівельного блоку, приблизно в 200 000 разів тонше людської волосини. Команда вирощувала цей матеріал безпосередньо на кремнії. Вони виявили, що сегнетоелектрика з’являється в діоксиді цирконію – зазвичай не сегнетоелектричному матеріалі – коли він стає дуже тонким, приблизно 1-2 нанометри в товщину.

Дослідники також переключили поляризацію в ультратонкому матеріалі в обидві сторони за допомогою невеликої напруги. Так вони продемонстрували найтоншу робочу пам’ять, коли-небудь створену для кремнію.


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


comments powered by HyperComments
Back to top button
comments powered by HyperComments