Cribado de carga en Pb ferroeléctrico (Zr, Se utilizaron nanobarras de Ti) O3 para controlar su patrón de dominio. La fracción de dominio c aumentó marcadamente con a medida que disminuyó el ancho de la barra, mientras que la formación de dominio a prevaleció mediante la metalización de su pared lateral. Todos los resultados observados podrían explicarse por el campo despolarizante, que surgen de la pantalla de carga imperfecta. Este enfoque podría ampliarse a otros sistemas ferroeléctricos a nanoescala de baja dimensión. Crédito:Tomoaki Yamada
Muchas tecnologías de dispositivos electrónicos y electromecánicos de próxima generación dependen del desarrollo de materiales ferroeléctricos. Las estructuras cristalinas inusuales de estos materiales tienen regiones en sus redes, llamados dominios, que se comportan como interruptores moleculares. La alineación de un dominio se puede alternar mediante un campo eléctrico, que cambia la posición de los átomos en el cristal y cambia la dirección de polarización. Estos cristales generalmente se cultivan en sustratos de soporte que ayudan a definir y organizar el comportamiento de los dominios. El control sobre la conmutación de dominios al fabricar cristales de materiales ferroeléctricos es esencial para futuras aplicaciones.
Ahora, un equipo internacional de la Universidad de Nagoya ha desarrollado una nueva forma de controlar la estructura de dominio de los materiales ferroeléctricos, lo que podría acelerar el desarrollo de futuros dispositivos electrónicos y electromecánicos.
"Cultivamos películas de titanato de circonato de plomo en diferentes tipos de sustratos para inducir diferentes tipos de tensión física, y luego grabadas selectivamente partes de las películas para crear nanobarras, ", dice el autor principal, Tomoaki Yamada." La estructura de dominio de las nanovarillas se invirtió casi por completo en comparación con [la de] la película delgada ".
El titanato de circonato de plomo es un tipo común de material ferroeléctrico, que cambia según el movimiento de los átomos de plomo atrapados entre dos posiciones estables en la red cristalina. Partes de la película se quitaron deliberadamente para dejar varillas independientes sobre los sustratos. Luego, el equipo utilizó radiación de rayos X de sincrotrón para sondear la estructura del dominio de varillas individuales.
El área de contacto de las varillas con el sustrato se redujo considerablemente y las propiedades del dominio se vieron más influenciadas por el entorno circundante. que confundió la estructura del dominio. El equipo descubrió que recubrir las varillas con un metal podía proteger los efectos del aire y tendían a recuperar la estructura del dominio original. según lo determine el sustrato.
"Hay pocas formas efectivas de manipular la estructura de dominio de los materiales ferroeléctricos, y esto se vuelve más difícil cuando el material está nanoestructurado y el área de contacto con el sustrato es pequeña ", dice el colaborador Nava Setter." Hemos aprendido que es posible nanoestructurar estos materiales con control sobre sus dominios, que es un paso esencial hacia los nuevos dispositivos funcionales a nanoescala prometidos por estos materiales ".
El artículo, "Estrategia de detección de cargas para el control de patrones de dominio en sistemas ferroeléctricos a nanoescala, "fue publicado en Informes científicos .
