Новый сегнетоэлектрический материал для экономичной электроники

Исследователи из Университета Вестлейк и Чжэцзянского университета разработали атомарно тонкий сегнетоэлектрический материал — оксид галлия (Ga₂O₃). Этот материал может стать основой для нового поколения электроники с низким энергопотреблением.

Преодоление проблем тонких материалов

Обычно, когда сегнетоэлектрические материалы делают очень тонкими (всего несколько атомов), их свойства меняются. Например, внутренняя поляризация становится нестабильной, а для её переключения требуется высокое напряжение.

Ученые выяснили, что Ga₂O₃, будучи атомарно тонким, сохраняет стабильную поляризацию и способен переключаться при низком напряжении — всего 0,8 вольта. Это открывает большие перспективы.

Как получили материал

Для создания высококачественных пленок Ga₂O₃ использовался метод молекулярно-лучевой эпитаксии с плазменным усилением (PA-MBE). Затем ученые разработали специальный процесс "самоограничивающейся эксфолиации", который позволяет очень точно отслаивать слои материала.

С его помощью удалось получить пленки Ga₂O₃ толщиной всего около 0,6 нанометра. Приложение контролируемого напряжения к этим пленкам изменяло расположение атомов, превращая их в многослойные структуры с полярными сегнетоэлектрическими свойствами.

Применение

Такой материал позволит создавать:

• Компактные энергонезависимые запоминающие устройства (например, твердотельные накопители)
• Небольшие датчики
• Другие электронные компоненты с низким энергопотреблением (например, для умного дома)

Источник: Время электроники