Posted in | Nanobusiness

Elektronisk utrustning i framtiden skulle vara mindre, snabbare och mer kraftfull

Published on June 16, 2009 at 8:38 PM

Elektroniska apparater i framtiden skulle kunna vara mindre, snabbare, mer kraftfull och förbrukar mindre energi på grund av en upptäckt av forskare vid Institutionen för energi är Oak Ridge National Laboratory .

Nyckeln till att finna, som publicerades i Science, innebär en metod för att mäta inneboende ledande egenskaper av ferroelektriska material, som i årtionden har haft enorma möjligheter, men har gäckat experimentella bevis. Men nu ORNL Wigner Fellow Peter Maksymovych och medförfattare Stephen Jesse, konst Baddorf och Sergej Kalinin vid Centrum för nanometriska materialvetenskap tror att de kan vara på en väg som kommer att se hinder tumla.

"I åratal, har utmaningen varit att utveckla en nanoskala material som kan fungera som en switch för att lagra binär information" Maksymovych sagt. "Vi är entusiastiska över vår upptäckt och utsikterna till slut att kunna utnyttja den långa gissade bistabila elektriska ledningsförmåga ferroelektriska material.

"Utnyttja denna funktion kommer i slutändan att göra det möjligt för smart och ultra-tätt minne teknik."

I uppsatsen har författarna visat för första gången en jätte inneboende electroresistance i konventionella ferroelektriska filmer, där vända den spontana polariseringen ökat konduktans med upp till 50.000 procent. Ferroelektriska material som kan behålla sina elektrostatiska polarisering och används för piezoactuators, minnesenheter och RFID (radio-frequency identification) kort.

"Det är som om vi öppnar en liten dörr i polära ytan för elektroner att komma in", Maksymovych sagt. "Storleken på denna dörr är mindre än en miljondels av en tum, och det är mycket troligt att bara en miljarddels sekund att öppna."

Som papper illustrerar, är nyckeln åtskillnad av ferroelektriska minne växlar att de kan ställas in genom termodynamiska egenskaper ferroelectrics.

"Bland andra förmåner, kan vi använda avstämbarhet att minimera den kraft som behövs för att spela in och läsa information och läsa-skriva spänningar, ett viktigt krav för en livskraftig minne teknik", Kalinin sagt.

Många tidigare arbeten har visat defekt-medierad minne, men fel kan inte enkelt att förutse, kontrolleras, analyseras eller minskat i storlek, sade Maksymovych. Ferroelektriska växling, dock överträffar alla dessa begränsningar och kommer att erbjuda oöverträffad funktionalitet. Författarna menar att med hjälp av fasövergångar som ferroelektriska byta till genomföra minne och datoranvändning är den verkliga grundläggande skillnaden av framtidens informationsteknik.

Att göra denna forskning möjligt är en one-of-a-kind instrument som samtidigt kan mäta genomföra och polära egenskaper oxid material med nanometernivå rumslig upplösning i en kontrollerad vakuum. Instrumentet utvecklades och byggdes av Baddorf och kollegor vid Centrum för nanometriska materialvetenskap. De material som används för denna studie odlades och tillhandahålls av medarbetare vid University of California i Berkeley.

En länk till tidningen, "polarisering kontroll av elektron tunnlar till ferroelektriska ytor", finns här: http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/324/5933/1421 ; Vol. 324, 2009, sid 1421. Denna forskning har finansierats av Office of Basic Energy Sciences inom Department of Energy Office of Science. UT-Battelle hanterar Oak Ridge National Laboratory för DOE.

Centrum för nanometriska materialvetenskap vid Oak Ridge National Laboratory är en av de fem DOE Nanoscale forskningsinstitut, främsta nationella användaren möjligheter till tvärvetenskaplig forskning i nanoskala. Tillsammans centrum består av en rad kompletterande anläggningar som förser forskare med state-of-the-art kapacitet att tillverka, bearbeta, karaktärisera och modell nanoskala material, och utgör den största infrastrukturinvesteringar i National Nanotechnology Initiative. De är belägna på DOE: s Argonne, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge, Sandia och Los Alamos nationella laboratorier. För mer information om DOE Nanoscale forskningsinstitut, besök http://nano.energy.gov .

Last Update: 4. October 2011 13:29

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit