p WPI-MANA ​​desenvolveu nanofilmes dielétricos de maior desempenho do mundo usando perovskitas atomicamente finas. Essa tecnologia pode revolucionar a próxima geração de eletrônicos. p Esta pesquisa foi conduzida por um grupo de pesquisa WPI-MANA ​​liderado pelo Investigador Principal Minoru Osada e o Diretor Takayoshi Sasaki do WPI-MANA ​​no NIMS. Os dispositivos eletrônicos estão ficando cada vez menores, mas há um limite para o tamanho que eles podem ficar usando os materiais e a tecnologia atuais. Materiais dielétricos de alto κ podem ser a chave para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos do futuro.

p Minoru Osada e colegas criaram nanofilmes dielétricos de alto desempenho usando nanofolhas de perovskita 2-D (Ca ₂ N / D _m-3 NbmO _{3m + 1} ; m =3–6) como blocos de construção. Os óxidos de perovskita oferecem um enorme potencial para controlar sua rica variedade de propriedades eletrônicas, incluindo dielétrico alto-κ e ferroelétrico.

p Os pesquisadores demonstraram a síntese direcionada de nanofilmes compostos de nanofolhas de perovskita 2-D em uma célula unitária após célula unitária. Neste sistema único, As nanofolhas de perovskita permitem um controle preciso sobre a espessura das camadas de perovskita em incrementos de ~ 0,4 nm (uma unidade de perovskita) mudando m, e tal engenharia de camada atômica aumenta a resposta dielétrica high-k e a instabilidade ferroelétrica local. O m =6 membro (Ca ₂ N / D ₃ Nb ₆ O ₁₉ ) atingiu a maior constante dielétrica, εr =~ 470, já realizado em todos os dielétricos conhecidos na região ultrafina de menos de 10 nm.

p Nanofolhas de perovskita são de importância tecnológica para explorar dielétricos de alto κ em materiais 2-D, que têm grande potencial em aplicações eletrônicas, como memórias, capacitores, e dispositivos de portão. Notavelmente, As nanofolhas de perovskita proporcionaram altas capacitâncias, contando com altos valores de κ em uma espessura molecular. Ca ₂ N / D ₃ Nb ₆ O ₁₉ exibiu uma densidade de capacitância sem precedentes de aproximadamente 203 μF cm-2, que é cerca de três ordens de magnitude maior do que os condensadores de cerâmica disponíveis atualmente, abrindo uma rota para capacitores de alta densidade ultra-escalonados.

p Esses resultados fornecem uma estratégia para obter dielétricos / ferroelétricos 2-D high-k para uso em eletrônica ultra-escalonada e tecnologia pós-grafeno.