Un estudio de la UNSW publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza presenta un paso emocionante hacia la nanoelectrónica de pared de dominio:una forma novedosa de electrónica futura basada en rutas de conducción a nanoescala, y que podría permitir un almacenamiento de memoria extremadamente denso.

Los investigadores de FLEET de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UNSW han dado un paso importante para resolver el principal desafío de larga data de la tecnología de la estabilidad de la información.

Las paredes de dominio son defectos topológicos "atómicamente agudos" que separan regiones de polarización uniforme en materiales ferroeléctricos.

Las paredes de dominio en ferroeléctricos poseen propiedades fascinantes, y se consideran entidades separadas con propiedades que son dramáticamente diferentes del material ferroico a granel original.

Estas propiedades son provocadas por cambios en la estructura, simetría y química confinadas dentro de la pared.

"Este es el punto de partida fundamental que sustenta la nanoelectrónica de pared de dominio, "dice el autor del estudio, el profesor Jan Seidel.

La propiedad de "conmutación" de los materiales ferroeléctricos los convierte en un candidato popular para la nanoelectrónica de bajo voltaje. En un transistor ferroeléctrico, estados de polarización distintos representarían los estados computacionales cero y uno de los sistemas binarios.

Sin embargo, la estabilidad de esa información de polarización almacenada ha demostrado ser un desafío en la aplicación de la tecnología al almacenamiento de datos, especialmente para tamaños de dominio de nanoescala muy pequeños, que se desean para altas densidades de almacenamiento.

"El estado de polarización en los materiales ferroeléctricos decae típicamente en unos días a unas pocas semanas, lo que significaría una falla en el almacenamiento de información en cualquier sistema de almacenamiento de datos de pared de dominio, "dice la autora, la profesora Nagy Valanoor.

El período de tiempo que la información se puede almacenar en materiales ferroeléctricos, es decir, la estabilidad de la información de polarización almacenada, es, por tanto, una característica clave del rendimiento.

Hasta la fecha, Este problema de larga data de inestabilidad de la información ha sido una de las principales limitaciones en la aplicación de la tecnología.

El estudio investiga el material ferroeléctrico BiFeO3 (BFO) con defectos de diseño especialmente introducidos en películas delgadas. Estos defectos de diseño pueden acabar con las paredes de dominio en el material, Previniendo eficazmente el proceso de relajación del dominio ferroeléctrico que impulsa la pérdida de información.

"Utilizamos un método de 'ingeniería de defectos' para diseñar y fabricar una película delgada especial de BFO que no es susceptible a la pérdida de retención con el tiempo, "dice el autor principal, el Dr. Daniel Sando.

La fijación de muros de dominio es, por lo tanto, el factor principal utilizado para diseñar una retención de polarización muy larga.

"La novedad de esta nueva investigación radica en la fijación controlada con precisión del muro de dominio, lo que nos permitió realizar una retención de polarización superior, "dice el autor principal Dawei Zhang.

La investigación proporciona ideas y conceptos nuevos y críticos para la nanoelectrónica basada en la pared de dominio para el almacenamiento de datos no volátiles y arquitecturas de dispositivos lógicos.

Además, el sistema de fase mixta BFO-LAO es un terreno fértil para otras propiedades físicas intrigantes, incluida la respuesta piezoeléctrica, tensión inducida por el campo, efectos electrocrómicos, momentos magnéticos, conductividad eléctrica y propiedades mecánicas.