p Estruturas de domínio de fluxo-fechamento (FCD) são fenômenos topológicos microscópicos encontrados em filmes finos ferroelétricos que apresentam propriedades distintas de polarização elétrica. Esses domínios de circuito fechado têm chamado a atenção entre os pesquisadores que estudam novos dispositivos ferroelétricos, variando de componentes de armazenamento de dados e junções de túnel spintrônico a capacitores ultrafinos. p No desenvolvimento de filmes finos para tais dispositivos, pesquisadores pensaram que o contato com eletrodos de óxido comumente usados ​​limita a formação de FCD. Contudo, um grupo de pesquisadores na China mostrou o contrário. As descobertas são relatadas esta semana como artigo de capa em Cartas de Física Aplicada , da AIP Publishing.

p Materiais ferroelétricos são normalmente desenvolvidos e estudados como filmes finos, às vezes tão fino quanto apenas alguns nanômetros. Como resultado, pesquisadores começaram a descobrir as abundantes estruturas de domínio e propriedades físicas únicas que esses ferroelétricos possuem, como skyrmion e formação de FCD que poderiam beneficiar os dispositivos eletrônicos da próxima geração. Porque os filmes são tão finos, Contudo, sua interação com eletrodos é inevitável.

p "O pensamento geral é que os eletrodos de óxido desestabilizam os domínios de fechamento de fluxo. No entanto, nosso trabalho mostrou que isso não é mais verdade quando os eletrodos superior e inferior são simétricos, o que fisicamente faz sentido, "disse Yinlian Zhu, professor do Instituto de Pesquisa de Metais da Academia Chinesa de Ciências e co-autor do artigo.

p Zhu e colegas usaram dois tipos de eletrodos de óxido:um baseado em rutenato de estrôncio, o outro baseado em manganita de estrôncio de lantânio, escolhidos como eletrodos de óxido por causa de suas estruturas perovskita semelhantes, que funcionam bem no crescimento do filme camada por camada. Eles estudaram como esses eletrodos influenciaram a formação de FCD em filmes finos à base de óxido de perovskita de PbTiO3 (PTO) depositados em substratos de óxido de escândio de gadolínio (GSO).

p Os estudos anteriores da equipe de pesquisa indicaram que os domínios de fluxo-fechamento podem ser estabilizados em filmes ferroelétricos deformados nos quais a deformação desempenha um papel crítico na formação de domínios de fluxo-fechamento, tais como sistemas de PTO / titanato de estrôncio em multicamadas crescidos em substratos baseados em GSO (especificamente GdScO3).

p Com base em seus estudos anteriores, os pesquisadores, conseqüentemente, previram que um fenômeno semelhante também poderia ocorrer em sistemas de tomada de força / eletrodo. Eles, então, cultivaram filmes PTO imprensados ​​entre eletrodos de óxido simétrico em substratos GSO usando deposição de laser pulsado.

p Eles descobriram que matrizes FCD periódicas podem ser estabilizadas em filmes PTO quando os eletrodos superior e inferior são simétricos, enquanto domínios de corrente alternada aparecem quando eles aplicam eletrodos assimétricos.

p "Nós crescemos com sucesso filmes finos ferroelétricos com eletrodos de óxido simétrico em que domínios de fluxo-fechamento e seus arranjos periódicos claramente existem, "Zhu disse." Nosso trabalho lança luz sobre a compreensão da natureza dos domínios de fechamento de fluxo em ferroelétricos. Esperamos que abra possibilidades de pesquisa na evolução dessas estruturas sob campos elétricos externos. "