Investigaciones recientes han superado la limitación de tamaño de los efectos ferroeléctricos tradicionales, proporcionando evidencia experimental y simulaciones teóricas para confirmar que una estructura con tan solo 5000 átomos aún puede exhibir efectos ferroeléctricos de estado sólido.

Los estudios, realizados por un equipo conjunto de Israel y China, se publican en Nature Electronics. y Comunicaciones de la Naturaleza bajo los títulos "Ferroelectricidad en dimensión cero" y "Ferroelectricidad deslizante interfacial 0D van der Waals", respectivamente.

El efecto ferroeléctrico es un fenómeno físico descubierto a principios del siglo XX por Joseph Valasek y proporciona una ruta tecnológica importante para lograr el almacenamiento de información. Los efectos ferroeléctricos tradicionales están sujetos a limitaciones de tamaño.

"Cuando el tamaño de los materiales ferroeléctricos tradicionales disminuye, la influencia significativa del campo de despolarización puede hacer que desaparezcan las características de polarización originales", explican los profesores Guo Yao y Alla Zak. "Este efecto de tamaño limita la aplicación de materiales ferroeléctricos en dispositivos de almacenamiento de alta densidad".

El Prof. Guo Yao del Instituto de Tecnología de Beijing, la Prof. Alla Zak del Instituto de Tecnología Holon y sus colaboradores utilizaron nanotubos de disulfuro de tungsteno para construir una interfaz con alrededor de 5.000 átomos a escala nanométrica, y observaron cambios de resistencia y fenómenos de histéresis en diodos ferroeléctricos a nivel nanométrico. interfaz.

A través de una verificación experimental y teórica adicional, se confirmó que el comportamiento eléctrico del diodo ferroeléctrico se debía al deslizamiento de la red en la interfaz, lo que permitía al dispositivo producir cambios de resistencia adecuados para el almacenamiento de información y respuestas fotovoltaicas programables en casi todo el rango de longitud de onda de la luz visible. . "Nos sorprende que un sistema de interfaz de 5.000 átomos pueda producir una funcionalidad tan rica", afirman los investigadores.

El profesor Reshef Tenne, del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel y coautor de este estudio, cree que esta ferroelectricidad reducida tiene importantes ventajas para el futuro almacenamiento de información de alta densidad. También cree que esta investigación es de gran importancia para la reducción del tamaño de los dispositivos ferroeléctricos.

Más información: Yue Niu et al, ferroelectricidad interfacial de 0D van der Waals, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-41045-8

Yan Sun et al, La ferroelectricidad deslizante mesoscópica permitió la memoria de acceso aleatorio fotovoltaica para un sistema de visión artificial a nivel de material, Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-33118-x

Katharina Zeissler, Ferroelectricidad en dimensiones cero, Nature Electronics (2023). DOI:10.1038/s41928-023-01085-w

Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza , Electrónica de la naturaleza

Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Beijing