Forskergruppen vender kontakten til ferroelektrisk

Mange næste generations elektroniske og elektromekaniske apparatteknologier afhænger af udviklingen af ​​ferroelektriske materialer. De usædvanlige krystalstrukturer af disse materialer har områder i deres gitter, kaldet domæner, der opfører sig som molekylære switches. Justeringen af ​​et domæne kan skiftes af et elektrisk felt, som ændrer atomernes position i krystallen og skifter polariseringsretningen. Disse krystaller dyrkes typisk på understøttende substrater, der hjælper med at definere og organisere domænes adfærd. Kontrol over skift af domæner ved fremstilling af krystaller af ferroelektriske materialer er afgørende for fremtidige applikationer.

Nu har et internationalt team ved Nagoya University udviklet en ny måde at kontrollere domæneopbygningen af ​​ferroelektriske materialer, som kunne fremskynde udviklingen af ​​fremtidige elektroniske og elektromekaniske enheder.

"Vi dyrkede blyzirconat -titanatfilm på forskellige substrattyper for at fremkalde forskellige former for fysisk belastning, og derefter ætset selektivt dele af filmene for at skabe nanoroder, "siger hovedforfatter Tomoaki Yamada." Nanorodernes domænestruktur blev næsten fuldstændig vendt sammenlignet med [den] tynde film. "

Blyzirkonat -titanat er en almindelig type ferroelektrisk materiale, som skifter baseret på bevægelsen af ​​fangede blyatomer mellem to stabile positioner i krystalgitteret. Dele af filmen blev bevidst fjernet for at efterlade fritstående stænger på substraterne. Holdet brugte derefter synkrotron røntgenstråling til at undersøge domænet strukturen af ​​individuelle stænger.

Stangernes kontaktareal med substratet blev stærkt reduceret, og domæneegenskaberne blev mere påvirket af det omgivende miljø, som blandede domænestrukturen sammen. Teamet fandt ud af, at belægning af stængerne med et metal kunne afskærme luftens virkninger, og de havde en tendens til at gendanne den oprindelige domænestruktur, som bestemt af substratet.

"Der er få effektive måder at manipulere domæne strukturen af ​​ferroelektriske materialer, og dette bliver sværere, når materialet er nanostruktureret, og kontaktområdet med substratet er lille. "siger samarbejdspartner Nava Setter." Vi har lært, at det er muligt at nanostrukturere disse materialer med kontrol over deres domæner, hvilket er et vigtigt skridt i retning af de nye funktionelle nanoskalaenheder, som disse materialer lover. "

Artiklen, "Charge screening strategi for domæne mønster kontrol i nanoskala ferroelektriske systemer, "blev offentliggjort i Videnskabelige rapporter .