研究人员给洞察介电性能的金属氧化物

领导的一个研究小组明尼苏达大学双子城关于钛酸锶已经解决了一个由来已久的谜团,一个奇怪的金属氧化物,可以作为一个绝缘体,半导体或金属。这项研究揭示了如何使用这种材料在电子产品和数据存储在未来几年。

本文报道的重要美国国家科学院院刊》上亚博老虎机网登录美国的《美国科学院学报》(PNAS)科学杂志。

板块之间的电场使带负电荷的电子和积极核匹配在磁场方向之间的绝缘体,如钛酸锶放置在相反的金属板。

热振动防止这种常规排队的电子和原子核,和控制的程度量化的基本数量称为介电常数。在低温介电常数较高,热振动很穷。

半导体的介电常数是重要的,因为它有效地“屏幕”,或保护,其他带电的导电电子材料的缺陷。一个大介电常数在电气设备的应用程序是很重要的。

钛酸锶优质厘米大小的样本有22000年低温介电常数,计算是相当高的,有前途的应用程序。然而,大多数应用程序所需的薄膜是在计算机和其他设备。尽管许多科学家的努力用多种方式创建薄膜,只有100 - 1000的介电常数在钛酸锶薄膜获得。

之间的界面薄膜和衬底,或电影和下一层,可以在薄膜是至关重要的,只有几个原子层厚。

巴拉特道路,一位作者的工作和壳牌椅子的明尼苏达大学化学工程与材料科学,假设这些“埋”的表面可以隐藏真正的钛酸锶的介电常数。亚博网站下载亚博老虎机网登录道路和他的同事们发现,真正的介电常数的钛酸锶负债表达到25000,这是有史以来的最大价值的材料。

即使金属和绝缘体生成相同的材料,道路的发现,他的学生和合作者提供基本见解的重要性绝缘体之间的接口和一个金属在电容器体系结构中常见的先进技术。

半导体材料是最重要的现代技术。亚博网站下载尽管人们对传统半导体硅和砷化镓等,周围有几个神秘未解之谜像钛酸锶氧化物半导体。

巴拉特道路,研究高级作者,明尼苏达大学

根据道路,通过缺陷和界面管理,他们能够解决一个长期存在的问题在钛酸锶薄膜介电常数较低。

这些结果的成功建立在一个了不起的纪录电影发展的方法,称为混合分子束外延,发现的道路。电影从道路的集团的质量是无与伦比的。

研究合著者杰出麦克奈特大学教授理查德•詹姆斯,航空航天工程和力学,明尼苏达大学

Zhifei杨,明尼苏达大学研究生学院的物理学和天文学是谁指导道路,使测量工作。

”很值得去看,一个接口只有几个原子层厚可以有巨大的对测量值的影响”,杨说高介电常数的检测。

该研究小组还包括Dooyong李和金曰明尼苏达州大学的化学工程和材料科学;亚博网站下载亚博老虎机网登录朱迪思·李和Tien-Lin钻石光源在英国;和斯科特•钱伯斯从太平洋西北国家实验室物理和计算科学理事会。亚博老虎机网登录

美国空军科学研究办公室(AFOSR),美国国家科学基金会的材料科学与工程研究中心(MRSEC)计划,Vannevar Bush学院奖亚博老虎机网登录学金,和美国能源部科学办公室,部门的材料科亚博网站下载学与工程为研究做出了贡献。

期刊引用:

杨、Z。等。(2022)外延SrTiO₃电影与介电常数超过25000。美国国家科学院院刊》上亚博老虎机网登录。doi.org/10.1073/pnas.2202189119。

来源:https://twin-cities.umn.edu/