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Dispositivos eletrônicos do futuro poderia ser menor, mais rápido e mais potente

Published on June 16, 2009 at 8:38 PM

Dispositivos eletrônicos do futuro poderia ser menor, mais rápido, mais poderoso e consomem menos energia por causa de uma descoberta por pesquisadores do Departamento de Energia do Oak Ridge National Laboratory .

A chave para a descoberta, publicada na revista Science, envolve um método para medir propriedades intrínsecas realização de materiais ferroelétricos, que por décadas tem realizado uma grande promessa, mas não tem conseguido a prova experimental. Agora, porém, ORNL Wigner Fellow Peter Maksymovych e co-autores Stephen Jesse, Art Baddorf e Sergei Kalinin no Centro de Materiais Nanophase Ciências acredito que eles podem estar em um caminho que vai ver cair as barreiras.

"Durante anos, o desafio foi desenvolver um material em nanoescala, que pode atuar como um comutador para armazenar informações binárias", disse Maksymovych. "Estamos muito animado com a nossa descoberta ea perspectiva de, finalmente, ser capaz de explorar o longo conjectured condutividade elétrica bi-estável de materiais ferroelétricos.

"Aproveitando esta funcionalidade irá permitir, em última análise a tecnologia de memória inteligente e ultra-densa."

No artigo, os autores demonstraram, pela primeira vez um gigante electroresistance intrínseco em filmes convencionais ferroelétricos, onde flipping da polarização espontânea maior condutância em até 50 mil por cento. Materiais ferroelétricos podem conservar a sua polarização eletrostática e são usados ​​para piezoactuators, dispositivos de memória e (radio-frequency identification) RFID cartões.

"É como se nós abrimos uma porta minúscula na superfície polar de elétrons para entrar", disse Maksymovych. "O tamanho deste porta é inferior a um milionésimo de polegada, e é muito provável, tendo apenas um bilionésimo de um segundo para abrir."

Como ilustra o papel, a distinção fundamental de comutadores de memória ferroelétrica é que eles podem ser ajustados através de propriedades termodinâmicas de ferroelétricos.

"Entre outros benefícios, podemos usar o tunability para minimizar a energia necessária para a gravação e leitura de informação e de leitura e escrita tensões, um requisito fundamental para qualquer tecnologia de memória viável", disse Kalinin.

Numerosos trabalhos anteriores demonstraram defeito mediada memória, mas os defeitos não podem ser facilmente previsto, controlado, analisado ou reduzido em tamanho, Maksymovych disse. Chaveamento ferroelétrico, no entanto, supera todas essas limitações e vai oferecer a funcionalidade sem precedentes. Os autores acreditam que as transições de fase utilizando como comutação ferroelétricos para implementar a memória e de computação é a distinção real fundamentais das tecnologias da informação no futuro.

Tornando possível esta pesquisa é um instrumento de um-de-um-tipo que pode medir simultaneamente a realização e propriedades de materiais polares óxido com escala nanométrica resolução espacial em ambiente de vácuo controlado. O instrumento foi desenvolvido e construído pela Baddorf e colegas do Centro de Ciências de Materiais Nanophase. Os materiais utilizados para este estudo foram cultivadas e fornecidas por colaboradores da Universidade da Califórnia em Berkeley.

Um link para o papel ", controle de polarização de tunelamento de elétrons em superfícies ferroelétricos", está disponível aqui: http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/324/5933/1421 ; vol. 324, de 2009, página 1421. Esta pesquisa foi financiada pelo Instituto de ciências básicas da energia dentro do Departamento de Energia do Instituto de Ciência. UT-Battelle controla Oak Ridge National Laboratory para o DOE.

O Centro de Ciências de Materiais Nanophase no Oak Ridge National Laboratory é um dos cinco Centros de Pesquisa DOE Nanoscale Science, instalações premier usuário nacional para a pesquisa interdisciplinar na nanoescala. Juntos, os centros compreende um conjunto de instalações complementares que fornecer aos pesquisadores state-of-the-art capacidades para fabricar, transformar, caracterização e modelo de materiais à escala nanométrica, e constituem o maior investimento em infra-estrutura da Iniciativa Nacional de Nanotecnologia. Os centros estão localizados em Argonne da CORÇA, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge, Sandia e Los Alamos laboratórios nacionais. Para mais informações sobre os Centros de Pesquisa DOE Nanoscale Science, por favor visite http://nano.energy.gov .

Last Update: 9. October 2011 02:33

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