Opdagelse kan forlænge levetiden for elektroniske enheder

Nobelpristageren Herbert Kroemer hævdede engang berømt "Grænsefladen er enheden." Observationerne fra Sydney-forskerne kunne derfor udløse en ny debat om, hvorvidt grænseflader - som er fysiske grænser, der adskiller forskellige regioner i materialer - er en levedygtig løsning på upålideligheden af ​​næste generations enheder.

"Vores opdagelse har indikeret, at grænseflader faktisk kunne fremskynde ferroelektrisk nedbrydning. Derfor, en bedre forståelse af disse processer er nødvendig for at opnå den bedste ydeevne af enheder, " sagde Dr. Chen.

Ferroelektriske materialer bruges i mange enheder, inklusive minder, kondensatorer, aktuatorer og sensorer. Disse enheder er almindeligt anvendt i både forbruger- og industrielle instrumenter, såsom computere, medicinsk ultralydsudstyr og undervands-ekkolod.

Over tid, ferroelektriske materialer udsættes for gentagne mekaniske og elektriske belastninger, fører til et progressivt fald i deres funktionalitet, resulterer i sidste ende i fiasko. Denne proces kaldes "ferroelektrisk træthed."

Det er en hovedårsag til svigt af en række elektroniske enheder, med kasseret elektronik en førende bidragyder til e-affald. Globalt, titusindvis af millioner tons af defekte elektroniske enheder går til losseplads hvert år.

Ved hjælp af avanceret in-situ elektronmikroskopi, School of Aerospace, Mekaniske og mekatroniske ingeniørforskere var i stand til at observere ferroelektrisk træthed, mens den opstod. Denne teknik bruger et avanceret mikroskop til at 'se, "i realtid, ned til nanoskala og atomare niveauer.

Forskerne håber, at denne nye observation, beskrevet i et papir udgivet i Naturkommunikation , vil hjælpe bedre med at informere det fremtidige design af ferroelektriske nanoenheder.

"Vores opdagelse er et væsentligt videnskabeligt gennembrud, da det viser et klart billede af, hvordan den ferroelektriske nedbrydningsproces er til stede på nanoskala, " sagde medforfatter professor Xiaozhou Liao, også fra University of Sydney Nano Institute.

Dr. Qianwei Huang, undersøgelsens ledende forsker, sagde:"Selvom det længe har været kendt, at ferroelektrisk træthed kan forkorte levetiden for elektroniske enheder, hvordan det opstår, er tidligere ikke blevet godt forstået, på grund af mangel på passende teknologi til at observere det."

Medforfatter Dr. Zibin Chen sagde:"Med dette, vi håber at kunne informere konstruktionen af ​​enheder med længere levetid bedre."