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 trayectos 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 la tecnología de estabilidad de la información desde hace mucho tiempo.
Las paredes de dominio son defectos topológicos 'atómicamente agudos' que separan regiones de polarización uniforme en materiales ferroeléctricos.
Las paredes de dominio en los ferroeléctricos poseen propiedades fascinantes y se consideran entidades separadas con propiedades que son dramáticamente diferentes del material ferroico principal a granel.
Estas propiedades son provocadas por cambios en la estructura, simetría y química confinados 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, distintos estados de polarización representarían los estados computacionales 0 y 1 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 densidades de almacenamiento altas.
"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 el autor, el profesor Nagy Valanoor.
El período de tiempo durante el cual la información se puede almacenar en materiales ferroeléctricos, es decir, la estabilidad de la información de polarización almacenada, es por lo 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 reprimir las paredes de dominio en el material, previniendo eficazmente el proceso de relajación del dominio ferroeléctrico que impulsa la pérdida de información.
"Usamos 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.
FORMACIÓN DE DOMINIO DEPENDIENTE DEL VOLTAJE
La fijación de paredes 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 de la pared de dominio, lo que nos permitió obtener 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 BFO-LAO de fase mixta es un terreno fértil para otras propiedades físicas intrigantes, incluida la respuesta piezoeléctrica, la tensión inducida por campo, los efectos electrocrómicos, los momentos magnéticos, la conductividad eléctrica y las propiedades mecánicas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro ARC de excelencia en tecnologías futuras de electrónica de bajo consumo energético . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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