Создан самый тонкий ферроэлектрический материал: он в 200 000 раз тоньше волоса

Ученые зафиксировали сегнетоэлектричество в субнанометровых бинарных оксидных пленках на кремнии. Это снизит потребление энергии для вычислений.

Сотрудники Калифорнийского университета в Беркли провели несколько экспериментов в Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Они создали самый тонкий из когда-либо известных сегнетоэлектриков. Это решает две важные проблемы в области ферроэлектрического материаловедения.

По мере того, как электронные устройства становятся все меньше, материалы, из которых они изготовлены, должны быть все тоньше. Поэтому ученые ищут материалы, которые сохраняют особые электронные свойства, даже если они сверхтонкого размера.

Особое внимание они уделяют сегнетоэлектрикам, которые снижают мощность, потребляюемую сверхмалыми электронными устройствами. Это электрический аналог ферромагнетиков — особого класса материалов, в которых некоторые атомы расположены не по центру. Из-за этого происходит спонтанный внутренний электрический заряд или поляризация. Она может изменить направление, когда ученые подвергают материал внешнему напряжению. Это открывает новые перспективы для сверхмаломощной микроэлектроники.

Проблема в том, что обычные сегнетоэлектрические материалы теряют внутреннюю поляризацию при толщине ниже нескольких нанометров. А, значит, несовместимы с современными кремниевыми технологиями. Это мешает интегрировать сегнетоэлектрики в микроэлектронику.

В рамках нового исследования ученые решили проблему. Они обнаружили стабильное сегнетоэлектричество в ультратонком слое диоксида циркония толщиной всего в половину нанометра. Это размер одного атомного строительного блока, примерно в 200 000 раз тоньше человеческого волоса. Команда вырастила этот материал непосредственно на кремнии. Они обнаружили, что сегнетоэлектричество появляется в диоксиде циркония — обычно не сегнетоэлектрическом материале — когда он становится очень тонким, примерно 1-2 нанометра в толщину.

Исследователи также переключили поляризацию в ультратонком материале в обе стороны с помощью небольшого напряжения. Так они продемонстрировали самую тонкую рабочую память, когда-либо созданную для кремния. 

Читать далее:

НАСА раскрыло происхождение Хаумеи — самой загадочной планеты Солнечной системы

Живые организмы сделали Марс непригодным для обитания

Печень может работать более 100 лет: ученые рассказали, как это возможно

На обложке: как может выглядеть двумерный сегнетоэлектрический материал. 
Предоставлено: Калифорнийский университет в Беркли/Сурадж Чима

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука