Выявление трехмерного расположения полярной топологии в наночастицах

Исследовательская группа впервые экспериментально прояснила трехмерное вихревое распределение поляризации внутри сегнетоэлектрических наночастиц посредством международных совместных исследований с POSTECH, SNU, KBSI, LBNL. и Университет Арканзаса. Работа была опубликована в журнале Nature Communications под названием «Выявление трехмерного расположения полярной топологии в наночастицах». Около 20 лет назад учёные теоретически предсказали, что внутри сегнетоэлектрических наноточек может возникать уникальная форма распределения поляризации, имеющая тороидальную вихревую форму, и при должном управлении распределением вихрей можно более чем в 10 000 раз повысить плотность устройств памяти. Метод атомно-электронной томографии успешно решил задачу 20-ти летней давности. Он работает путем получения изображений наноматериалов с просвечивающим электронным микроскопом с атомным разрешением под разными углами наклона, а затем реконструирует их обратно в трехмерные структуры с использованием передовых алгоритмов реконструкции.

Доказательства обратимого движения ионов кислорода во время электрических импульсов — фактор появления сегнетоэлектричества в бинарных оксидах

Исследователи обнаружили, что возникающее сегнетоэлектричество существует в ультратонкой оксидной системе из-за микроскопической миграции ионов в процессе переключения. Эти сегнетоэлектрические бинарные оксидные пленки управляются механизмом переключения, ограниченным границей раздела. Устройства энергонезависимой памяти с ультратонкими аморфными диэлектриками снижали рабочее напряжение до ±1 В. Это открывает новый путь для решений в области технологий энергонезависимого хранения, которые могут избежать недостатков снижения надежности и увеличения утечки затвора при масштабировании поликристаллических легированных пленок.

Открыты новые квантовые фазы в низкоразмерных полярных системах

Известно, что квантовые флуктуации, вызванные нулевыми фононными колебаниями, предотвращают возникновение полярных фаз в объемных зарождающихся сегнетоэлектриках вплоть до нуля градусов Кельвина. Однако мало что известно о влиянии квантовых флуктуаций на недавно обнаруженные топологические закономерности в сегнетоэлектрических наноструктурах. Исследователи показали, как квантовые флуктуации влияют на топологию нескольких диполярных фаз в ультратонких сегнетоэлектрических оксидных пленках. Обнаружено, что квантовые флуктуации создают квантовую критическую точку, отделяющую решетку гексагональных пузырьков от жидкоподобного состояния, характеризующегося спонтанным движением, созданием и уничтожением полярных пузырьков при очень низких температурах. Кроме того, квантовые флуктуации могут вызывать новые квантовые фазы, и эти фазы проявляют обычные свойства, такие как отрицательное пьезоэлектричество.

Вакуум в оптическом резонаторе может изменить магнитное состояние материала без лазерного возбуждения

Исследователи из Германии и США впервые теоретически продемонстрировали, что магнитным состоянием атомарно тонкого материала α-RuCl₃ можно управлять, просто поместив его в оптический резонатор. Важно отметить, что одних только флуктуаций вакуума в полости достаточно, чтобы изменить магнитный порядок материала из зигзагообразного антиферромагнетика в ферромагнетик. Работа команды опубликована в журнале npj Computational Materials.

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.

Сегнетоэлектрические солитоны, созданные в эпитаксиальных сверхрешетках феррита висмута

Новые исследования в области теоретической и экспериментальной физики показывают, что впервые в мультиферроике был создан широкий спектр мелкоразмерных специальных поляризационных структур, известных как солитоны. В то время как солитоны ранее были идентифицированы в чистых сегнетоэлектриках или материалах с поляризацией, не было показано, что этот диапазон солитонов существует в мультиферроиках, в которых помимо поляризации существует магнитный спин.

Масштабируемый метод создания сегнетоэлектрических полевых транзисторов на основе AlScN и двумерных полупроводников

Исследователи из Пенсильванского университета, Пенсильванского государственного университета и других университетов мира недавно представили стратегию создания полевых транзисторов на полевых транзисторах с использованием процессов, аналогичных тем, которые в настоящее время используются для производства полевых транзисторов. Их статья, опубликованная в журнале Nature Nanotechnology, может проложить путь к широкому внедрению этих двухфункциональных транзисторов.

Общая теория реализации двухслойного сегнетоэлектричества

Исследовательская группа из Фуданьского университета и Шанхайского института Ци Чжи предложила теорию двухслойного сегнетоэлектричества, в которой два сложенных слоя одного и того же двумерного материала с разным вращением и перемещением демонстрируют сегнетоэлектричество. Эта теория, представленная в журнале Physical Review Letters, может дать информацию для синтеза этих полезных материалов и предложить обобщающее руководство о том, как можно спроектировать два сложенных слоя одного и того же двумерного материала, чтобы они проявляли сегнетоэлектричество.

Открытие сегнетоэлектричества в элементарном веществе

Физики Национального университета Сингапура (NUS) открыли новую форму ферроэлектричества в одноэлементном монослое висмута, который может создавать регулярные и обратимые дипольные моменты для будущих приложений энергонезависимой памяти и электронных датчиков. Результаты были опубликованы в журнале Nature 5 апреля 2023 года.

Управление квантовыми состояниями в отдельных молекулах с помощью двумерных сегнетоэлектриков

В ходе недавнего экспериментального прорыва исследователи из Университета Аалто и Университета Ювяскюля продемонстрировали способность управлять квантовыми состояниями отдельных молекул с помощью электрически управляемой подложки. Их эксперимент показал, как особый двумерный материал, известный как SnTe, обеспечивает инструментальную стратегию, необходимую для управления молекулярными состояниями. Механизм, продемонстрированный исследователями, основан на способности субстрата настраивать внутреннее состояние молекул за счет внутренних электрических полей. Этот механизм, известный как сегнетоэлектрическое молекулярное переключение, позволяет исследователям управлять отдельными молекулами, просто прикладывая напряжение к подложке.