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    Comutação de alta velocidade para interruptores e sensores eletromecânicos ultrarrápidos

    Triagem de carga em Pb ferroelétrico (Zr, Nanobastões de Ti) O3 foram usados ​​para controlar seu padrão de domínio. A fração do domínio c aumentou acentuadamente conforme a largura da haste diminuiu, enquanto a formação do domínio a prevaleceu pela metalização de sua parede lateral. Todos os resultados observados podem ser explicados pelo campo despolarizante, decorrentes da blindagem de carga imperfeita. Esta abordagem pode ser expandida para outros sistemas ferroelétricos em nanoescala de baixa dimensão. Crédito:Tomoaki Yamada

    Muitas tecnologias de dispositivos eletrônicos e eletromecânicos de última geração dependem do desenvolvimento de materiais ferroelétricos. As estruturas cristalinas incomuns desses materiais têm regiões em suas redes, domínios chamados, que se comportam como interruptores moleculares. O alinhamento de um domínio pode ser alternado por um campo elétrico, que muda a posição dos átomos no cristal e muda a direção da polarização. Esses cristais são normalmente cultivados em substratos de suporte que ajudam a definir e organizar o comportamento dos domínios. O controle sobre a troca de domínios ao fazer cristais de materiais ferroelétricos é essencial para aplicações futuras.

    Agora, uma equipe internacional da Universidade de Nagoya desenvolveu uma nova maneira de controlar a estrutura de domínio de materiais ferroelétricos, que poderia acelerar o desenvolvimento de futuros dispositivos eletrônicos e eletromecânicos.

    "Nós cultivamos filmes de titanato de zirconato de chumbo em diferentes tipos de substrato para induzir diferentes tipos de deformação física, e então gravadas seletivamente partes dos filmes para criar nanobastões, "diz o autor principal, Tomoaki Yamada." A estrutura do domínio dos nanobastões foi quase completamente invertida em comparação com [a do] filme fino. "

    Titanato de zirconato de chumbo é um tipo comum de material ferroelétrico, que muda com base no movimento de átomos de chumbo aprisionados entre duas posições estáveis ​​na estrutura cristalina. Partes do filme foram deliberadamente removidas para deixar hastes independentes nos substratos. A equipe então usou radiação síncrotron de raios-X para sondar a estrutura de domínio de bastonetes individuais.

    A área de contato das hastes com o substrato foi bastante reduzida e as propriedades do domínio foram mais influenciadas pelo ambiente circundante, que confundiu a estrutura do domínio. A equipe descobriu que revestir as hastes com um metal pode filtrar os efeitos do ar e eles tendem a recuperar a estrutura original do domínio, conforme determinado pelo substrato.

    "Existem poucas maneiras eficazes de manipular a estrutura de domínio de materiais ferroelétricos, e isso se torna mais difícil quando o material é nanoestruturado e a área de contato com o substrato é pequena ", diz o colaborador Nava Setter." Aprendemos que é possível nanoestruturar esses materiais com controle sobre seus domínios, que é um passo essencial para os novos dispositivos funcionais em nanoescala prometidos por esses materiais. "

    O artigo, "Estratégia de triagem de carga para controle de padrão de domínio em sistemas ferroelétricos em nanoescala, "foi publicado em Relatórios Científicos .

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