Диоксид титана стал сегнетоэлектриком при толщине в 1 нанометр: открытие для сверхкомпактной памяти
Ученые из Калифорнийского университета в Беркли и Национальной лаборатории имени Лоуренса обнаружили неожиданное свойство диоксида титана (TiO?). В обычном состоянии этот материал не является сегнетоэлектриком, но при толщине пленки около 3 нанометров и менее он приобретает такие свойства. Эффект сохраняется даже при толщине всего 1 нанометр.
Сегнетоэлектрики — это материалы, обладающие спонтанной поляризацией, которую можно переключать внешним электрическим полем. Именно это свойство используется в энергонезависимой памяти (FRAM) и других элементах микроэлектроники. Обычно такие материалы сложны в производстве и содержат редкие элементы, а диоксид титана — распространенное и недорогое соединение.
По данным исследования, специалисты провели эксперименты с ультратонкими пленками TiO?. Выяснилось, что при уменьшении толщины до нанометрового масштаба в материале возникает стабильная поляризация, которую можно контролировать. Это стало возможным благодаря особенностям кристаллической структуры материала на атомарном уровне.
Открытие может помочь в создании сверхкомпактной энергонезависимой памяти и энергоэффективной логики. Тонкие пленки диоксида титана уже широко используются в промышленности, например, в качестве катализаторов и в оптике. Новые свойства открывают путь к использованию TiO? в микроэлектронике будущего.
Ученые отмечают, что потребуется еще много работы, чтобы интегрировать материал в существующие технологии, но потенциал огромен. Если удастся создать устойчивые нанопленки с сегнетоэлектрическими свойствами, это может привести к разработке более компактных и емких запоминающих устройств.
Исследование проводилось специалистами Калифорнийского университета в Беркли и Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, что подчеркивает серьезный уровень работы. Результаты могут стать основой для нового направления в материаловедении и наноэлектронике.
