Ferrosähköä atomitasolla

27.04.2020

UC-Berkeley-ferrosahkoa-atomitasolla-275-t.jpgKun elektroniset laitteet pienenevät myös niitä tuottavan tekniikan on oltava pienenpää ja ohuempaa.

Yksi keskeisimmistä haasteista, joita tutkijat kohtaavat tällaisen tekniikan kehittämisessä, on löytää materiaaleja, jotka toimivat hyvin erittäin ohuessa muodossa.

Berkeleyn tutkijat uskovat, että heillä on nyt yksi onnistuminen tällaisessa etsinnässä.

Sähkötekniikan ja tietotekniikan professori Sayeef Salahuddinin ja jatko-opiskelijan Suraj Cheemanin johtama tutkijaryhmä on onnistunut kasvattamaan piille ultraohuen materiaalin, joka osoittaa ainutlaatuista ferrosähköisyyttä.

Jo aiemmin tutkijat olivat onnistuneesti vakauttaneet ferrosähköisyyttä ohuissa materiaaleissa mutta noin kolmen nanometrin paksuudessa ferrosähköisyys haihtuu vähitellen pois.

Ferrosähköisyys tarkoittaa materiaaliluokkaa, joka ei vain saavuta spontaania sähköistä polarisaatiota, vaan myös kääntää suuntaansa ulkoiselle sähkökentälle altistettuna, mikä on lupaava keino elektroniikalle.

Ryhmän läpimurto osoittaa ferrosähköisiä vaikutuksia vain yhden nanometrin paksuisessa materiaalissa, mikä vastaa vain kaksiatomisen rakennelohkon kokoa. Seurauksena on, että materiaali voi olla omiaan pienimmille ja vähemmällä energialla toimiville laitteille.

Berkeleyn ryhmä kasvatti seostettua yhden nanometrin paksuista hafniumoksidia piille. Äärimmäisen ohuessa materiaalissa ei vain osoitettu ferrosähköisyyttä, vaan vaikutus oli itse asiassa voimakkaampaa kuin useita nanometriä paksummassa materiaalissa - "perustavanlaatuinen läpimurto" ferrosähkön alalla, toteaa professori Sayeef Salahuddin.

Löytö voisi johtaa edistyneempien akkujen ja antureiden luomiseen. Mutta työ on erityisen lupaava tietokoneiden muistia ja logiikkapiirejä ajatellen.

Aiheesta aiemmin: Ferrosähköisyys yhdistää transistorit ja muistit
17.09.2021Kiertymiä ja laaksoja
16.09.2021Vihreää polttoainetuottoa kehittäen
15.09.2021Topologiaa ja magneettisuutta
14.09.2021Kvanttianturit ohenevat
13.09.2021Nanokamera seuraa kemiallisia reaktioita
10.09.2021Komplementaarista galliumnitridielektroniikkaa
08.09.2021Käytännöllisiä lämpösähkömateriaaleja
06.09.2021Ionit vauhdikkaina erittäin ohuissa savissa
03.09.2021Akun anodi ja katodi osana kotelointia
01.09.2021Nanomaailman kvanttiominaisuuksia

Siirry arkistoon »