Устойчивая переключаемая поляризация и связанные электронные характеристики оксида цинка, легированного магнием
Новое исследование Университета Флиндерс и Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, опубликованное в журнале ACS Nano, исследует переключаемую поляризацию в новом классе совместимых с кремнием оксидов металлов и прокладывает путь для разработки передовых устройств, включая хранение данных с высокой плотностью хранения, электронику со сверхнизким энергопотреблением, гибкие устройства сбора энергии и носимые устройства.
Австралийские исследователи разрабатывают новый класс совместимых с кремнием оксидов металлов с переключаемой поляризацией.
Фото: предоставлено Грантом Тернером (для UNSW в Сиднее)
Исследование представляет собой первое наблюдение наномасштабного собственного сегнетоэлектричества в тонких пленках магнийзамещенного оксида цинка (тонких пленках оксида металла с простой кристаллической структурой вюрцита).
Сегнетоэлектрики, подобные магнитам, обладают соответствующим электрическим свойством, известным как постоянная электрическая поляризация, которая возникает из-за наличия электрических диполей с одинаковыми, но противоположно заряженными концами или полюсами.
Поляризация может неоднократно меняться между двумя или более эквивалентными состояниями или направлениями под воздействием внешнего электрического поля, и поэтому переключаемые полярные материалы активно рассматриваются для многочисленных технологических приложений, включая быструю наноэлектронную компьютерную память и низкоэнергетические электронные устройства.
«Результаты исследования дают существенное представление о переключаемой поляризации в новом классе гораздо более простых, совместимых с кремнием оксидов металлов с кристаллической структурой вюрцита, и закладывают основу для разработки современных устройств», — говорит соответствующий и последний автор доктор Панкадж Шарма, преподаватель в Университете Флиндерса.
«Продемонстрированная система материалов предлагает очень реальные и важные последствия для новых технологий и переводимых исследований», — говорит автор-корреспондент UNSW, профессор Сиднея Ян Зайдель.
Исторически это технологически важное свойство было обнаружено в сложных оксидах перовскитов, которые включают ряд катионов переходных металлов, что приводит к различным физическим явлениям, таким как мультиферроичность, магнетизм или даже сверхпроводимость.
«Однако интеграция этих сложных оксидов в процессы производства полупроводников стала серьезной проблемой из-за строгих требований к обработке, связанных, например, с тепловым балансом и точным контролем нескольких составляющих элементов. Таким образом, настоящее исследование предлагает потенциальное решение», — говорит Фёрст. автор Хаозе Чжан (UNSW, Сидней).
