Ferrosähköisyyttä piin kanssa ja yhdellä alkuaineella

Uusi piin kanssa yhteensopivien metallioksidien luokka tasoittaa tietä edistyneiden laitteiden, kuten tiheän datantallennuksen, erittäin vähän energiaa kuluttavan elektroniikan, joustavan energiankeruun ja puettavien laitteiden kehittämiselle.

Australialaisten Flinders Universityn ja UNSW Sydneyn tutkimustyö tarjoaa ensimmäisen havainnon nanomittakaavan sisäisestä ferrosähköisyydestä magnesiumsubstituoiduissa sinkkioksidiohutkalvoissa eli metallioksidiohutkalvoissa, joissa on yksinkertainen wurtsiittikiderakenne.

"Tutkimustulokset tarjoavat merkittäviä näkemyksiä kytkettävästä polarisaatiosta uudessa luokassa paljon yksinkertaisempia piin kanssa yhteensopivista metallioksideista, joissa on wurtsiittikiderakenteita ja luovat perustan edistyneiden laitteiden kehitykselle", sanoo tohtori Pankaj Sharma Flindersin yliopistosta.

Historiallisesti tämän teknisesti tärkeän ominaisuuden on havaittu olevan monimutkaisissa perovskiitin oksideissa, jotka sisältävät erilaisia siirtymämetallikationeja, jotka johtavat erilaisiin fysikaalisiin ilmiöihin, kuten moniferroisuus, magnetismi tai jopa suprajohtavuus.

"Mutta näiden monimutkaisten oksidien integroiminen puolijohteiden valmistusprosesseihin on ollut merkittävä haaste tiukkojen käsittelyvaatimusten vuoksi, jotka liittyvät esimerkiksi lämpöbudjettiin ja useiden ainesosien tarkkaan hallintaan. Tämä tutkimus tarjoaa siksi mahdollisen ratkaisun", sanoo Robust Switchable Polarization and Coupled Electronic Characteristics of Magnesium-Doped Zinc Oxide -julkaisun ensimmäinen kirjoittaja Haoze Zhang (UNSW, Sydney).

Singaporen kansallisen yliopiston (NUS) fyysikot ovat löytäneet uudenlaisen ferrosähköisyyden muodon yksittäisen alkuaineen vismuttimonokerroksessa, joka voi tuottaa säännöllisiä ja palautuvia dipolimomentteja haihtumattomien muistien ja elektronisten antureiden tulevia sovelluksia varten.

NUS:n fyysikoiden uusi yhden alkuaineen materiaali on mustan fosforin kaltainen vismutti (BP-Bi), joka osoittaa ferrosähköisiä ominaisuuksia.

Uusi materiaali muuttaa tavanomaista käsitystä ferrosähköisistä materiaaleista, jotka yleensä koostuvat yhdisteistä – useammasta kuin yhdestä alkuaineesta – joissa on vastakkaisiavarauksia sähkökentän muodostumisen mahdollistamiseksi. Tieteellisesti tämä havainto ratkaisee peruskysymyksen siitä, onko yksittäisellä alkuaineella ferrosähköisiä ominaisuuksia

Tutkijoiden mukaan yksielementtinen ferrosähköisyys inspiroi ferrosähköisten materiaalien etuja kaistarakenteen sähköisessä modulaatiossa sekä muita mahdollisia esiin tulevia ilmiöitä, kuten topologiaa ja suprajohtavuutta magnetismin ulkopuolella

Aiheesta aiemmin:

Ferrosähkömateriaali voisi antaa roboteille lihakset

Kesän aikana käännettyä