Ny skræddersyet nanoferroelektrisk fra byggesten

En forskergruppe ved Japans nationale institut for materialevidenskab har med succes udviklet en ny nanoferroelektrisk af en løsningsbaseret bottom-up nanoteknologi.

En forskningsgruppe ledet af MANA Scientist Dr. Minoru Osada og hovedforsker Dr. Takayoshi Sasaki fra International Center for Materials Nanoarchitectonics ved National Institute for Materials Science udviklede med succes en ny nanoferroelektrisk af en løsningsbaseret bottom-up nanoteknologi.

Ferroelektriske materialer er en af ​​dielektrikere, der besidder spontane og reversible elektriske dipolmomenter - en elektrisk polarisering forbliver efter påføring og fjernelse af et eksternt elektrisk felt, hvorfra ferroelektriske materialer kan bearbejdes som en ikke -flygtig hukommelse, repræsenterer "0" i den ene retning og "1" i den anden. Ferroelektrisk hukommelse (FeRAM) har højhastighedsadgang, høj udholdenhed i skrivemåde, lavt strømforbrug, ikke-flygtighed, og fremragende sabotagemodstand. Det er derfor ideel hukommelse til brug i smartkort, samt mobiltelefoner og andre enheder. Den kontinuerlige nedskalering af mikroelektroniske kredsløb kombineret med stigende interesse for ferroelektriske tynde film til FeRAM'er tiltrækker stor opmærksomhed på ferroelektriske nanostrukturer / nanofilmer. Indtil for nylig, det var teknologisk svært at stabilisere ferroelektricitet på nanoskalaen.

Søger at udvikle en ny nanoferroelektri, denne forskergruppe skabte en supergitterfilm baseret på molekylærtynde oxid-nanosheets som byggesten. Gruppen syntetiserede to forskellige perovskit -nanosheets (Ca ₂ Nb ₃ O ₁₀ , LaNb ₂ O ₇ ), og fremstillede en kunstig supergitter ved skiftevis at stable to nanosheets via løsningsbaseret lag-for-lag-samling, på samme måde som børn leger med byggesten. Ved kunstig strukturering, gruppen fandt ud af, at i modsætning til den paraelektriske karakter af Ca ₂ Nb ₃ O ₁₀ og LaNb ₂ O ₇ , den (LaNb ₂ O ₇ /Ca ₂ Nb ₃ O ₁₀ ) superlattice har en ny form for interface -kobling, hvilket giver anledning til ferroelektricitet ved stuetemperatur. Denne kunstige supergitter udviste robuste ferroelektriske egenskaber selv ved flere nanometertykkelser, hvilket er verdens tyndeste niveau. Denne præstation har et stort potentiale for rationelt design og konstruktion af nanoferroelektri, og vil også åbne en ny rute til udvikling af blyfrie ferroelektriske enheder, der er ønskelige for fremtidigt elektronisk udstyr.

Resultaterne blev offentliggjort i ACS Nano den 23. november.