Los científicos de la Universidad de Arkansas son parte de un equipo internacional que ha descubierto un material ferroeléctrico bidimensional de solo dos átomos de espesor.

Los materiales bidimensionales son membranas ultrafinas que prometen nuevos optoelectrónicos, térmico, y aplicaciones mecánicas, incluidos dispositivos de almacenamiento de datos ultradelgados que serían tanto plegables como densos en información.

Los materiales ferroeléctricos son aquellos con un momento dipolar intrínseco, una medida de la separación de cargas positivas y negativas, que pueden ser conmutadas por un campo eléctrico. dijo Barraza-Lopez. "Por ejemplo, una sola molécula de agua también tiene un momento dipolar de electrones intrínseco, pero el movimiento térmico de las moléculas de agua individuales en condiciones ordinarias (por ejemplo, en una botella de agua) evita la creación de un momento dipolar intrínseco en distancias macroscópicas ".

Ha habido un fuerte impulso por parte de los investigadores para implementar atómicamente delgados, ferroeléctricos bidimensionales en los últimos cinco años, él dijo. El nuevo material descubierto por el equipo, una monocapa de seleniuro de estaño, es solo el tercer ferroeléctrico bidimensional perteneciente a la familia química de monocalcogenuros del grupo IV que se ha cultivado experimentalmente hasta ahora. Además de los científicos de la U of A, el equipo incluyó investigadores del Instituto Max Planck de Física de Microestructura en Alemania y la Academia de Ciencias de la Información Cuántica de Beijing en China. El descubrimiento fue descrito en un artículo publicado en la revista. Nano letras .

Usando un microscopio de túnel de barrido, Los investigadores cambiaron el momento dipolar de electrones de las monocapas de seleniuro de estaño cultivadas en un sustrato grafítico. Los cálculos realizados por el estudiante graduado de la U of A Brandon Miller verificaron un crecimiento altamente orientado de este material en dicho sustrato.

El despliegue experimental de estos materiales ayuda a corroborar las predicciones teóricas que subyacen a un comportamiento físico verdaderamente novedoso. Por ejemplo, estos materiales ferroeléctricos semiconductores experimentan transiciones de fase inducidas por la temperatura en las que se apaga su dipolo eléctrico intrínseco (los dipolos eléctricos intrínsecos individuales fluctúan como lo hacen en el agua); también albergan efectos ópticos no lineales que podrían ser útiles para aplicaciones optoelectrónicas ultracompactas.