a, Configuración dipolar en estado fundamental (franjas paralelas) en la capa media de una película de celda unitaria de 80 × 80 × 5 de Pb (Zr0.4Ti0.6) O3 como se obtiene al disminuir lentamente la temperatura de 650 K a 10 K. b, Configuración dipolar del laberinto o patrón laberíntico obtenido al enfriar abruptamente el sistema de 650 K a 10 K. Los dipolos grises (rojos) están orientados a lo largo de la dirección pseudocúbica [001] ([001¯]) ([001¯]) . Crédito: Naturaleza (2020). DOI:10.1038 / s41586-019-1845-4
En un estudio reciente, Investigadores de física de la Universidad de Arkansas encontraron evidencia de una transición inversa en películas ultrafinas ferroeléctricas, lo que podría conducir a avances en el desarrollo del almacenamiento de datos, microelectrónica y sensores.
"Descubrimos que una fase laberíntica desordenada se transforma en una estructura de franjas paralelas más ordenada al elevar la temperatura, "dijo Yousra Nahas, primer autor del estudio titulado "Transición inversa de patrones de dominio laberíntico en películas delgadas ferroeléctricas, "publicado en la revista Naturaleza . El ex y actual investigador de física de la U of A Sergei Prokhorenko, Bin Xu, Sergey Prosandeev, y el distinguido profesor Laurent Bellaiche, junto con colegas en Francia, también contribuyó al estudio.
Propuesto hace un siglo, este tipo de transiciones parecen contradecir la ley fundamental de que el desorden aumenta con la temperatura. Se han encontrado en otros sistemas como superconductores, proteínas, cristales líquidos y aleaciones metálicas. Pero no se habían encontrado en materiales ferroeléctricos, que son de interés para los científicos porque poseen una polarización eléctrica espontánea que puede revertirse mediante la aplicación de un campo eléctrico.
Los investigadores de la Universidad de Arkansas pudieron modelar las transiciones utilizando el Centro de Computación de Alto Rendimiento de Arkansas, que es financiado en parte por la Comisión de Desarrollo Económico de Arkansas. Investigadores en Francia demostraron las predicciones del modelo a través de experimentos de laboratorio.
“Estos hallazgos pueden utilizarse para ir más allá de las tecnologías actuales al permitir principios de diseño fundamentalmente nuevos y funcionalidades mejoradas topológicamente dentro de las películas ferroeléctricas, "dijo Nahas.