Ferroelektryki przyszłości

W przyszłości urządzenia elektroniczne mogą być mniejsze, szybsze, bardziej wydajne, a przy tym pobierać mniej energii. Wszystko dzięki najnowszym pracom specjalistów z Oak Ridge National Laboratory.

Udało się im opracować metodę pomiaru wewnętrznego przewodnictwa materiałów ferroelektrycznych. Od lat są one uważane za bardzo obiecujące materiały, jednak brak precyzyjnych metod pomiaru, a co za tym idzie, brak możliwości kontrolowania tych właściwości, nie pozwalał na pełne ich wykorzystanie.

Od dawna poważnym wyzwaniem jest opracowanie materiału, który w nanoskali może pracować jak przełącznik i służyć do przechowywania informacji w systemie dwójkowym. Jesteśmy bardzo podekscytowani naszym odkryciem i jego konsekwencjami. Od dawna podejrzewano, że przewodnictwo elektryczne w ferroelektrykach może charakteryzować się bistabilnością - mówi Peter Maksymovych. Wykorzystanie tej właściwości pozwoli na skonstruowanie niezwykle gęstych układów pamięci - dodaje.

Naukowcom udało się dowieść istnienia gigantycznego elektrooporu w konwencjonalnych materiałach ferroelektrycznych. Odwrócenie w nich spontanicznej polaryzacji zwiększa przewodnictwo aż o 50 000 procent. Bardzo ważną cechą ferroelektryków jest ich zdolność do zachowania polaryzacji. To jak otwieranie malutkich drzwi, przez które mogą przejść elektrony. Te drzwi mają wielkość mniejszą niż jedna milionowa cala i prawdopodobnie można je otworzyć w ciągu jednej miliardowej sekundy - cieszy się Maksymovych. Ferroelektrycznymi przełącznikami można manipulować za pośrednictwem właściwości termodynamicznych samych materiałów, co z kolei oznacza m.in. możliwość znacznej redukcji mocy i napięcia potrzebnych do zapisania i odczytania informacji.

Warto też wspomnieć, że badania przeprowadzone przez ORNL można było wykonać tylko dzięki temu, iż na ich potrzeby skonstruowano jedyny w swoim rodzaju instrument, zdolny mierzyć jednocześnie przewodnictwo i polaryzację tlenków w nanoskali w kontrolowanej próżni.

ferroelektryk przełącznik