Unikt materiale kunne låse op for ny funktionalitet i halvledere

Hvis nye og lovende halvledermaterialer skal gøre det til vores telefoner, computere, og anden elektronik, der stadig bliver bedre, forskere skal opnå større kontrol over, hvordan disse materialer fungerer.

I en artikel offentliggjort i dag i Videnskab fremskridt , Rensselaer Polytechnic Institute forskere detaljerede, hvordan de designede og syntetiserede et unikt materiale med kontrollerbare muligheder, der gør det meget lovende for fremtidig elektronik.

Forskerne syntetiserede materialet-en organisk-uorganisk hybridkrystal bestående af kulstof, jod, og bly - og demonstrerede derefter, at det var i stand til to materialegenskaber, der tidligere ikke var set i et enkelt materiale. Den udviste spontan elektrisk polarisering, der kan vendes, når den udsættes for et elektrisk felt, en ejendom kendt som ferroelektricitet. Den viste samtidigt en type asymmetri kendt som chiralitet - en egenskab, der skaber to forskellige objekter, som højre og venstre hånd, spejlbilleder af hinanden, men ikke i stand til at blive overlejret.

Ifølge Jian Shi, lektor i materialevidenskab og teknik ved Rensselaer, denne unikke kombination af ferroelektricitet og chiralitet er fordelagtig. Når det kombineres med materialets ledningsevne, begge disse egenskaber kan muliggøre anden elektrisk, magnetisk, eller optiske egenskaber.

"Det, vi har gjort her, er at udstyre et ferroelektrisk materiale med ekstra funktionalitet, tillader det at blive manipuleret på tidligere umulige måder, "Sagde Shi.

Den eksperimentelle opdagelse af dette materiale blev inspireret af teoretiske forudsigelser af Ravishankar Sundararaman, en adjunkt i materialevidenskab og teknik ved Rensselaer. Et ferroelektrisk materiale med kiralitet, Sundararaman sagde, kan manipuleres til at reagere forskelligt på venstre- og højrehåndet lys, så det producerer specifikke elektriske og magnetiske egenskaber. Denne form for lys-stof-interaktion er særligt lovende for fremtidige kommunikations- og computingsteknologier.