铁电材料被称为物质表现出自发亚博网站下载电极化。极化意味着隔离材料的内部存在的正面和负面的指控。
的结构(部分阴影橙色)钇掺杂二氧化铪二氧化碳晶体展品铁电极化(蓝色箭头),外部电场的方向变化正好相反。图片来源:橡树岭国家实验室。
这意味着,对于铁电材料,材料的“记忆”之前的状态,称为磁滞,可以存储亚博网站下载数据的方式类似于磁性存储设备如硬盘。
铁电材料基于铪元素显示巨大的亚博网站下载希望,因为他们似乎高度可用的电脑硅电路兼容目前相对于其他潜在的材料。
此前,科学家可以获得铁电性在超薄薄膜。这样的电影可以脆弱,难以使用。科学家们目前报道的第一个实验证明室温铁电性的晶体是由hafnium-based化合物和批量钇掺杂二氧化铪。
的影响
Hafnia-based铁电材料似乎拥有大量计算机内存亚博网站下载的优点。他们提供高耐久性,降低运行功率,速度,和潜在的权力关闭时保存数据。但是科学家们并不能完全理解这些材料。亚博网站下载
本研究开发了一种创造性的散装hafnia-based铁电材料。结果提供深入了解这些材料往往表现以及如何控制它们。亚博网站下载同时,发现消除材料的大小上限,从而使这种材料更易于利用在实际的应用程序。亚博网站下载
巨大的样本量将帮助额外的实验来更好地理解材料的铁电性质。作为回报,这将帮助科学家使下一代非易失性存储设备。
总结
1965年,英特尔创始人之一戈登·摩尔推断,一个计算机芯片上的晶体管数量每两年就会翻一番,一个预测称为“摩尔定律”。芯片制造商从那时起已经能够保持这种速度的小型化,但往往会遇到越来越多的困难由于物理定律。
Hafnia-based铁电材料可能有助于进一步使小型亚博网站下载化非易失性存储设备。然而,科学家们还没有想出一个散装形式的材料。
在这项研究中,新的大部分铁电钇掺杂二氧化铪发达可以允许这样的发展,从而导致更多的使用二氧化铪电脑芯片和扩大摩尔定律。
罗格斯大学一个研究小组由中子粉末衍射测量执行钇掺杂二氧化铪的帮助下POWGEN,通用粉末衍射仪仪器在散裂中子源,能源部(DOE)的用户设备在橡树岭国家实验室(ORNL)。
POWGEN称为高分辨中子粉末衍射仪允许磁,水晶,和当地的小说多晶材料的结构定义。亚博网站下载研究小组单晶合成的钇掺杂二氧化铪在几个钇掺杂水平和进一步表征磨成粉末。
POWGEN数据显示,在一些掺杂水平,大部分阶段是公司和氧原子转移到允许可逆极化。因此,这个验证二氧化铪在室温条件下的铁电性。
其他测量,如polarization-electric场磁滞回线和计算模拟,辅助结构分析,构成未来向hafnia-based技术向前迈出的重要一步。
支持的研究是财务中心的量子材料的合成是由戈登和贝蒂·摩尔基金会epiq倡议,罗格斯大学,海军研究办公室和国防部。亚博网站下载散裂中子源的中子进行表征,ORNL能源部科学办公室的用户设备。亚博老虎机网登录
期刊引用:
Xianghan, X。,等。散装(2022)活动稳定铁电性单个水晶高频振荡器2:Y。自然材料亚博网站下载。doi.org/10.1038/s41563 - 020 - 00897 - x
来源:https://www.energy.gov/