设计者缺陷介导的铁电畴壁夹持，用于更稳定的纳米电子学

 
合著者Daniel Sando博士为在UNSW的学习准备材料。图片来源：FLEET UNSW一项今天在《自然通讯》上发表的研究报告提出了朝着畴壁纳米电子学迈出的令人振奋的一步：一种基于纳米级传导路径的新型未来电子学形式，它可以实现非常密集的存储器存储。
新南威尔士大学材料科学与工程学院的FLEET研究人员为解决该技术长期以来对信息稳定性提出的主要挑战迈出了重要的一步。
畴壁是“原子上尖锐的”拓扑缺陷，它将铁电材料中均匀极化的区域分开。
铁电体中的畴壁具有令人着迷的特性，并被认为是具有与母体铁磁性材料显着不同的特性的独立实体。
这些特性是通过限制在墙内的结构，对称性和化学变化来实现的。
研究作者Jan Seidel教授说：“这是支撑畴壁纳米电子学的基本起点。”
铁电材料的“转换”特性使其成为低压纳米电子学的热门候选。在铁电晶体管中，不同的极化状态将表示二进制系统的计算零和一状态。
然而，已证明所存储的极化信息的稳定性是将该技术应用于数据存储的挑战，特别是对于非常小的纳米级域尺寸而言，这是高存储密度所期望的。
铁电材料可视为具有自发极化的永磁体的等效电子。这种极化可由电场“切换”。作者：纳吉·瓦拉诺(Nagy Valanoor)教授说：“铁电材料的极化状态通常在几天到几周内衰减，这意味着任何域壁数据存储系统中的信息存储都会失败。”
因此，信息可以存储在铁电材料中的时间段，即所存储的极化信息的稳定性，是关键的性能特征。
迄今为止，这个长期存在的信息不稳定问题一直是该技术应用的主要限制之一。
这项研究调查了铁电材料BiFeO3(BFO)薄膜中特别引入了设计缺陷。这些设计缺陷可以夹住材料中的畴壁，从而有效防止导致信息丢失的铁电畴弛豫过程。
主要作者丹尼尔·桑多博士(Daniel Sando)说：“我们使用一种’缺陷工程’方法来设计和制造一种特殊的BFO薄膜，该薄膜不易随时间的流逝而损失。”
因此，畴壁的钉扎是用于设计非常长的偏振保持力的主要因素。
电压依赖性域形成。致谢：FLEET“第一项新研究的创新在于畴壁的精确控制钉扎，这使我们能够实现出色的极化保持率，”主要作者张大为说。
该研究为用于非易失性数据存储和逻辑器件架构的基于畴壁的纳米电子学提供了重要的新思想和新概念。
另外，混合相BFO-LAO系统为其他有趣的物理特性提供了肥沃的土壤，包括压电响应，场致应变，电致变色效应，磁矩，电导率和机械特性。